二碲化铀中发现超导态之外的配对密度波——ScienceAlert

由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校科学家领导的研究团队，在二碲化铀表面发现了配对密度波的有力证据。这些结构在高于超导转变温度的条件下仍然存在，ScienceAlert报道。研究结果发表在《PNAS》期刊上。

电子对形成图案

在超导状态下，电子可以形成库珀对，并在材料中运动而不产生电阻，也不会因加热损失能量。配对密度波，即PDW的存在，早在2007年就已被理论预测。在这种状态下，库珀对形成空间重复的图案，类似于沙地上的波纹。

二碲化铀在低于约2.1开尔文、即约零下271摄氏度时进入超导状态。这种材料还因可能是一种罕见的自旋三重态超导体而受到物理学家的关注：在这种系统中，配对电子还具有微弱的磁取向。

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对磁场和温度的观测

此前，研究人员已在二碲化铀中记录到PDW的迹象。在这项新研究中，科学家使用了高质量的材料样品和矢量磁场扫描隧道显微镜。该仪器能够测量不同磁场方向下的磁响应。

团队系统地改变温度、磁场强度和方向，追踪所发现模态的演变。为解释临界温度以下及远高于临界温度时的电荷图案，研究人员还采用了理论模型。

这些模态在超导性消失温度以上仍然存在，并不意味着二碲化铀在更高温度下仍保持体超导性。与此同时，这一观测有助于研究库珀对如何能在常规超导状态之外存在。科学家还强调，有必要弄清配对密度波与电荷密度波之间的关系；在电荷密度波中，电子会形成不均匀的空间结构。