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非常规超导与重费米子量子临界性之间的相互作用:CeCu$_2$Si$_2$与YbRh$_2$Si$_2$之比较

超导电性 2018-08-23 v2 强关联电子

摘要

本文对比了两种同构典型重费米子化合物在反铁磁(AF)量子临界性与超导性相互作用方面的低温性质。对于CeCu2_2Si2_2,完全能隙的d波超导形成于巡游三维重费米子自旋密度波(SDW)量子临界点(QCP)附近。非弹性中子散射结果强调,量子临界SDW涨落以及局域磁矩的Mott型涨落均有助于CeCu2_2Si2_2中库珀对的形成。在YbRh2_2Si2_2中,超导性似乎在T 10T\gtrsim~10 mK时被AF序(TNT_N = 70 mK)抑制。极低温测量揭示在略高于2 mK的TAT_A处出现核自旋与4f电子自旋的混合序,其由Yb衍生的核自旋主导。该混合序与初级4f电子序强烈竞争,并将材料推向其QCP。显然,这为重费米子超导在TcT_c = 2 mK处形成铺平了道路。如同CeRhIn5_5中压力诱导的QCP,YbRh2_2Si2_2中磁场诱导的QCP属于局域Kondo摧毁型,对应于零温下的Mott型转变。因此,这些材料在约五十种低TT非常规重费米子超导家族与其他具有更高TcT_c的非常规超导家族(特别是铜氧化物的掺杂Mott绝缘体、有机电荷转移盐以及部分铁基超导体)间建立了联系。我们的研究表明,AF QCP附近的重费米子超导是一种稳健的现象。

关键词

引用

@article{arxiv.1808.02277,
  title  = {Interplay between unconventional superconductivity and heavy-fermion quantum criticality: CeCu$_2$Si$_2$ versus YbRh$_2$Si$_2$},
  author = {M. Smidman and O. Stockert and J. Arndt and G. M. Pang and L. Jiao and H. Q. Yuan and H. A. Vieyra and S. Kitagawa and K. Ishida and K. Fujiwara and T. C. Kobayashi and E. Schuberth and M. Tippmann and L. Steinke and S. Lausberg and A. Steppke and M. Brando and H. Pfau and U. Stockert and P. Sun and S. Friedemann and S. Wirth and C. Krellner and S. Kirchner and E. M. Nica and R. Yu and Q. Si and F. Steglich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.02277},
  year   = {2018}
}

备注

30 pages, 7 Figures, Accepted for publication in Philosophical Magazine