Uma nova pesquisa descobriu faixas supercondutoras unidimensionais na interface EuO/KTO(110), resultado do efeito de proximidade ferromagnética. Esta descoberta destaca a influência significativa do magnetismo nos estados supercondutores e fornece uma plataforma para uma maior exploração da supercondutividade em altas temperaturas. Este estudo não apenas avança nossa compreensão da intrincada relação entre supercondutividade e magnetismo, mas também mostra as propriedades únicas das heteroestruturas de óxidos supercondutores.
Uma equipe liderada por Chen Xianhui e pelo professor Xiang Ziji do CAS Key Laboratory of Strongly-Coupled Quantum Matter Physics e do Departamento de Física da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, descobriu um estado supercondutor único caracterizado por faixas supercondutoras unidimensionais. Este estado é induzido pelo efeito de proximidade ferromagnética em uma heteroestrutura de óxido composta de EuO ferromagnético e KTaO3 (KTO) orientado (110). Suas descobertas foram publicadas em Física da Natureza.
A comunidade acadêmica concorda que o surgimento de pares supercondutores não convencionais está intrinsecamente ligado ao magnetismo, particularmente em óxidos de cobre e supercondutores de alta temperatura à base de ferro. As flutuações magnéticas são consideradas fundamentais na gênese da supercondutividade de alta temperatura, onde a interação entre supercondutividade e magnetismo dá origem a estados supercondutores que exibem uma modulação espacial única. Heteroestruturas de óxidos supercondutores abrangendo unidades estruturais magnéticas surgem como uma plataforma ideal para investigar tais estados supercondutores.
Com base nas suas realizações anteriores, a equipa de investigação aprofundou-se na supercondutividade deste sistema e na sua relação com o efeito de proximidade ferromagnética, ajustando meticulosamente a concentração de transportadores do gás de electrões bidimensional que reside na interface. Eles descobriram uma intrigante anisotropia no plano na supercondutividade entre amostras com baixas concentrações de portadores, que, no entanto, desapareceu em amostras que exibiam concentrações mais altas de portadores.
Observações de listras supercondutoras unidimensionais
A temperatura de transição da supercondutividade relacionada à direção da corrente na interface da heterojunção é causada pela formação de faixas supercondutoras unidimensionais devido à redução da dimensão da supercondutividade. Enquanto isso, o efeito Hall anômalo e o comportamento da histerese da magnetorresistência indicam que o acoplamento entre os elétrons de condução interfacial e o ferromagnetismo é afetado pelo preenchimento da banda. A hibridização dos orbitais atômicos Eu e Ta dentro de uma faixa de energia específica leva à divisão do spin da banda, o que é consistente com os resultados experimentais. Portanto, confirma-se que o surgimento de faixas supercondutoras unidimensionais na heterojunção EuO / KTO (110) é causado pelo efeito de acoplamento entre supercondutividade e magnetismo.
Este estudo revela a existência de uma fase de faixa supercondutora na interface EuO/KTO(110), induzida pelo efeito de proximidade ferromagnética. Ele apresenta a primeira evidência experimental inequívoca de estados supercondutores exóticos emergindo do intrincado acoplamento entre supercondutividade e magnetismo em interfaces de óxido.
Referência: “Faixas supercondutoras induzidas por proximidade ferromagnética em uma heteroestrutura de óxido” por Xiangyu Hua, Zimeng Zeng, Fanbao Meng, Hongxu Yao, Zongyao Huang, Xuanyu Long, Zhaohang Li, Youfang Wang, Zhenyu Wang, Tao Wu, Zhengyu Weng, Yihua Wang , Zheng Liu, Ziji Xiang e Xianhui Chen, 11 de março de 2024, Física da Natureza.
DOI: 10.1038/s41567-024-02443-x
