Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.61011/FTT.2025.07.61183.35HH-25
Ключевые слова: Unconventional superconductivity, Iron pnictides, iron chalcogenides, grand thermodynamic potential, Impurity scattering, Eliashberg equations, необычная сверхпроводимость, пниктиды железа, халькогениды железа, большой термодинамический потенциал, рассеяние на примесях, уравнения Элиашберга
Аннотация: В таких многозонных системах, как пниктиды и халькогениды железа, возможно возникновение необычного сверхпроводящего состояния. Влияние беспорядка на такое состояние приводит к весьма неожиданным эффектам, например, изменению структуры параметра порядка с s± на s++. Важно изучить поведение системы вблизи такого перехода. Для этого вычислен большой термодинамический потенциал в нормальном, ΩN, и сверхпроводящем, ΩS, состоянии, а также разность ΔΩ=ΩS-ΩN. Выражение для ΔΩ выведено для двузонной модели сверхпроводников на основе железа с немагнитными примесями. Беспорядок рассмотрен в приближении T-матрицы в рамках многозонной теории Элиашберга. Вблизи борновского предела в области перехода s±-> s++ обнаружено два набора решений, полученных для противоположных направлений эволюции системы относительно изменения интенсивности рассеяния на примесях. На основе ΔΩ была построена фазовая диаграмма, отражающая энергетически выгодные решения для s±- и s++-состояний, а также переход между ними. При низких температурах в области сосуществования двух наборов решений переход происходит скачком и слабо зависит от температуры. При более высоких температурах уравнения Элиашберга имеют единственный набор решений, и переход между s±- и s++-состояниями происходит плавно. In multiband systems like iron pnictides and chalcogenides, the unconventional superconducting state can emerge. Considering the impact of disorder on this state leads to quite surprising effects, such as, for instance, change of the s± superconducting order parameter structure to the s++ one. Studying of a system behavior near such a transition is very important. For this purpose, the grand thermodynamic potential for the normal, ΩN, and superconducting, ΩS, states is calculated, as well as their difference ΔΩ=ΩS-ΩN. An expression for ΔΩ is derived for a two-band model of iron-based superconductors with the nonmagnetic impurities. The presence of disorder is considered within the T-matrix approximation for a multiband Eliashberg theory. Near the Born limit in the vicinity of s± → s++ transition, two sets of solutions, which are obtained for opposite directions in changing of the impurity scattering rate, are found to exist. Based on ΔΩ, a phase diagram showing energetically favorable solutions for s± and s++ states as well as the transition between them is plotted. At low temperatures within the region where two sets of solutions coexist, the transition is abrupt and barely dependent on temperature. At higher temperatures, the Eliashberg equations have a single set of solutions, with the transition between s± and s++ states being smooth.
Журнал: Физика твердого тела
Выпуск журнала: Т. 67, № 7
Номера страниц: 1262-1267
ISSN журнала: 03673294
Место издания: Санкт-Петербург
Издатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук