Сверхпроводящие состояния (SC), которые связаны с нарушением симметрии кристаллической решетки, могут демонстрировать сложную пространственную модуляцию параметра порядка. Ранее такие состояния связывали с нарушением трансляционной симметрии, что приводило к образованию волн плотности с длиной волны, охватывающей несколько элементарных ячеек. Однако долгое время упускалась из виду важная идея: если нарушаются только внутренние симметрии элементарной ячейки, SC состояния могут проявлять особый тип модуляции, сохраняя при этом трансляционную симметрию на больших расстояниях.
В статье, опубликованной в Nature вводится новое понятие — модуляция парной плотности (PDM) — и впервые описано такое состояние в тонких слоях сверхпроводника на основе железа FeTe₀,₅₅Se₀,₄₅. Используя сканирующую туннельную микроскопию (STM), была обнаружена устойчивая модуляция сверхпроводящей щели с длиной волны, соответствующей периоду кристаллической решетки, и амплитудой, превышающей 30% от среднего значения щели.
Ключевым открытием стало то, что эта модуляция возникает из-за значительной разницы в сверхпроводящих щелях на двух номинально эквивалентных железных подрешетках. Экспериментальные данные, подтвержденные теоретическими расчетами, указывают на то, что состояние PDM связано с нарушением симметрии подрешеток и специфическим нематическим искажением, характерным для тонких слоев.
Эти результаты открывают новые возможности для изучения взаимосвязанных порядков в сильно коррелированных электронных системах и расширяют понимание сверхпроводников на основе железа.
Источник: Cooper-pair density modulation state in an iron-based superconductor | Nature