Exotische Supraleitung in stark anisotropen korrelierten organischen Metallen in der Nachbarschaft von isolierenden Phasen

• Antragsteller: Dr. Mark Kartsovnik
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234757034

Unkonventionelle Supraleitung, die durch Oszillationen des Ordnungsparameters im realen oder reziproken Raum gekennzeichnet ist und in Materialien mit starken elektronischen Korrelationen erwartet wird, hat in jüngster Zeit großes Interesse erregt. Organische Metalle sind besonders gut geeignet, um die subtile Wechselwirkung zwischen Supraleitung und anderen Instabilitäten der normalleitenden Phase systematisch zu untersuchen.Das Hauptziel des Forschungsvorhabens ist es, Manifestationen von exotischer Supraleitung und deren Wechselwirkung mit anderen Ordnungsphänomenen aufzudecken. Die Verbindungen, die für diese Untersuchungen ausgewählt wurden, zeigen Supraleitung in der Nachbarschaft von oder sogar koexistierend mit anderen geordneten Grundzuständen: alpha-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4 mit einer Ladungs-Dichte-Welle, kappa-(BETS)2FeCl4 mit einem antiferromagnetischen Grundzustand und kappa-(BETS)2 Mn[N(CN)2]3, wo eine magnetisch geordnete isolierende (Mott) Phase in Konkurrenz auftritt. Das Projekt zielt darauf ab, den Einfluss der unterschiedlichen Ordnungen auf den supraleitenden Zustand dieser Verbindungen zu klären. Die relative Stärke der Instabilitäten ist bei all diesen Verbindungen empfindlich auf äußeren Druck. Dies bietet die Möglichkeit, die Abhängigkeit der Supraleitungseigenschaften von der druckkontrollierten Stärke der Ladungs-Dichte-Welle oder magnetischen Ordnung zu untersuchen.Durch die sehr hohe elektronische Anisotropie ist die Paarbrechung durch Bahneffekte in diesen Materialien für Magnetfelder parallel zu den Schichten stark unterdrückt und bei tiefen Temperaturen wird die Paarbrechung durch den paramagnetischen Effekt dominant. Wenn die Proben rein genug sind, ist dies die notwendige und hinreichende Bedingung für einen feldinduzierten Übergang von einem homogenen supraleitenden Zustand in den Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) Zustand, der einen räumlich oszillierenden Ordnungsparameter aufweist. Die Suche nach dieser Phase in den oben erwähnten Verbindungen ist ein weiterer Hauptpunkt dieses Vorhabens.Zwei der vorgeschlagenen Verbindungen sind durch sehr tiefe Übergangstemperaturen von etwa 0,1 K charakterisiert. Dies ermöglicht eine eindeutige Bestimmung der kritischen Felder Hc2. In quasi-zweidimensionalen Verbindungen ist hier der Einfluss der Flusslinienbewegung auf Transport- und Magnetisierungsgrößen stark reduziert ist. Das Forschungsvorhaben ist als eine Kooperation mit Partnern in Chernogolovka (Rußland) geplant. Diese stellen die Kristalle für die experimentellen Untersuchungen zur Verfügung und arbeiten an neuen organischen Verbindungen, deren Charakterisierung Teil dieses Vorhabens sein wird. Die experimentellen Untersuchungen an kappa-(BETS)2 Mn[N(CN)2]3 werden ebenfalls in Zusammenarbeit mit den russischen Partner durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Beteiligte Personen: Dr. Werner Biberacher; Professor Dr. Rudolf Gross; Dr. Nataliya Kushch