Sr$_2$RuO$_4$ 中超导序参量的对称性性质
超导电性
2020-10-30 v1
摘要
1994 年 Sr2RuO4（SRO）中超导性发现后不久，有人猜想其序参量（OP）具有类似于超流 He-3 中实现的形式，即奇宇称与自旋三重态。He-3 A 相中实现的手性 p 波配对受到若干早期实验的青睐，特别是 1998 年发表的缪子自旋旋转与 Knight 位移测量。然而，最初的 Knight 位移结果在 2019 年初受到质疑，引发了手性 p 波、甚至自旋三重态配对本身是否确实在 SRO 中实现的问题。在这篇简短的教学式综述中，我们将通过把当前公认的 Knight 位移、极化中子散射（PNS）、自旋反向流半量子涡旋（HQV）和约瑟夫森实验结果，与标准 BCS 理论以及仅基于（1）含自旋轨道项的哈密顿量对称性、（2）热力学、和（3）SRO 的定性实验特征所作的更一般性推论相对照，来探讨这一问题。我们还引入了不同于更流行的 d 矢量表示的三重态记号，认为其很适合 SRO。我们得出结论：最新的 Knight 位移与 PNS 实验并未在块体中排除对称性群所允许的奇宇称、自旋三重态“螺旋”态，但排除了手性 p 波态。另一方面，约瑟夫森与 HQV 实验表明 SRO 中的配对不可能为偶宇称、自旋单态类型，且在表面区域或介观尺寸样品中，d 矢量必须具有 c 轴分量，从而显然排除了除手性 p 波外的所有块体 p 波态。考虑到本文仅简要提及的 SRO 其他重要实验，我们讨论了这一看似明显矛盾的可能解决途径。
引用
@article{arxiv.2010.15220,
title = {Symmetry properties of superconducting order parameter in Sr$_2$RuO$_4$},
author = {Anthony J. Leggett and Ying Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15220},
year = {2020}
}
备注
30 pages, 7 figures, a festschrift in honor of Prof. Brian Josephson