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(观点)美国海军研究实验室Appl. Phys. Lett.: 伊辛超导性的第一性原理视角

时间：2023-08-01 来源： 浏览：

(观点)美国海军研究实验室Appl. Phys. Lett.: 伊辛超导性的第一性原理视角

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收录于合集 #BCS超导体 5个
2023年6月13日，Appl. Phys. Lett.在线发表了 美国海军研究实验室Darshana Wickramaratne 课题组的观点论文，题目为《 Ising superconductivity: A first-principles perspective 》。

超导体理论中的一个基本概念是顺磁极限磁场，此后称为 泡利极限场，这是当自旋简并态在费米能级上的塞曼分裂超过超导能隙的大小时超导性被抑制的近似磁场 。最近，许多二维材料的超导性被证明对远超过泡利极限场的面内磁场具有惊人的恢复力，这种大面内临界场的首次报道是在栅控单层MoS 2 中。此后不久，在许多其他二维材料中发现了超过泡利极限的大面内临界场，包括单层NbSe 2 、Ta S 2 和栅控W S 2 。 具有超过泡利极限场的热力学临界场H c2 的超导体通常与自旋三重态超导体有关 ，或者 由于材料中不存在镜像平面，这导致了各向异性层状材料的面内Rashba自旋纹理或短的自旋-轨道散射时间，这两者都导致了大的面外临界场 。在这些二维材料中，现在被称为 伊辛 Ising 超导体 的大面内临界磁场有一个非常不同的内在起源 。 在此观点中 ，作者解释了定义 Ising 超导体行为的基本概念，概述了 以 NbSe 2 为重点的电子结构和磁性 ，总结了这类超导体的关键实验观察结果，强调了界面缺陷和近邻诱导效应对 Ising 超导性的作用，最后讨论了在体相材料中观测 Ising 超导性的前景。

图1  (a) 存在自旋-轨道相互作用时单层TMD Ising超导体K和K’附近的 费米轮廓 示意图；(b) 围 绕 每个费米轮廓的净赝自旋；(c-d)  平行和垂直于c轴的磁场时的 费米 轮廓 和净 赝 自旋；(e) 可能的面内自旋纹理(Rashba或Dresselhaus)

图2  (a) 单层 NbSe 2 的俯视图和侧视图；(b-c) 具有SOC的能带结构；(d) 归一化自旋磁化率；(e) 费米轮廓

图3 K和K’周围的费米轮廓示意图

图4 NbSe 2 中 合金化和掺杂的影响

图5  磁场对K点和K’点自旋倾斜影响的示意图

图6  NbSe 2 磁性绝缘体异质结的隧穿测量

图7 体相 化合物中的Ising超导性

图8 体相 过渡金属硫族化合物的不同多型体

【 论文链接 】
Wickramaratne , D. & Mazin, I.I.  Ising superconductivity: A first-principles perspective . Appl. Phys. Lett . , 2023 , 122, 240503. https://doi.org/10.1063/5.0153345

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