还真有!兼具超导和铁磁性的材料,因其铁磁性会破坏超导性!( 四 )

由于铁磁体典型磁化强度远大于超导体的临界磁场 , 均匀铁磁性破坏了超导性 。 交换机制涉及铁磁体的交换场与使超导成为可能与电子之间的相互作用 , 它们实际上是两个电子的束缚态 , 动量和自旋相反 , 叫做库珀对 。 交换场倾向于使电子自旋平行排列 , 从而破坏库珀对 , 从而破坏超导性 , 表明铁磁性会破坏超导性 , 不能共存 , 这就是所谓的顺磁效应 。

铁磁性如何与超导共存?

新的研究表明 , 一种材料可以同时表现出铁磁性和超导性 , 只要其中一种有序状态是不均匀的 。 事实上 , 非均匀场在较小程度上是屏蔽的 , 这意味着非均匀磁结构不会通过电磁机制破坏超导性 。 仅交换相互作用 , 早在1959年就预测超导态会出现非均匀磁结构 。 这种结构的周期远小于库柏对特征尺寸 。 结果 , 在库柏对的尺度上 , 平均交换场减小 , 当铁磁性出现时 , 它不会破坏超导性 。 随着温度下降 , 在某一时刻交换场达到顺磁极限 , 然后超导性就消失了 。

不幸的是 , 对于所有已知的铁磁性超导体 , 同时容纳铁磁性和超导性的温度窗口只有约0.1开尔文(-273.05摄氏度) 。 早期对铁磁超导体非均匀磁性的研究只考虑了电磁相互作用 。 然而 , 事实很快证明 , 这并不适用于当时已知的任何材料:交换相互作用总是占主导地位 , 这导致了对电磁机制的研究暂时中止 。 一旦以铕为基础的铁磁超导体成为可能 , 新的机遇就会出现 , 以掺磷铕、铁和砷的化合物为例 , 其分子式为EuFe2As2 。

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