Cientistas descobrem nova fase magnética nos pnictídeos (new magnetic phase in iron-based superconductors)

         Pnictídeos são supercondutores à base de ferro que podem ser genericamente representados pela fórmula LnFeAsO_1-xF_x (Ln = lantanídeos). Estes são chamados de oxi-pnictídeos por conter oxigênio. Há também pnictídeos que não contêm oxigênio (Ba_0.6K_0.4Fe₂As₂, Ca_0.6Na_0.4Fe₂As₂, Sr_0.5Sm_0.5FeAsF). Estes sistemas foram descobertos pelo grupo do Hosono (clique aqui).

         Recentemente, uma equipe do U.S. Department of Energy's Argonne National Laboratory descobriu uma nova fase magnética. Segundo Ray Osborn, um dos autores do trabalho, “Estas nova fase magnética que nunca tinha sido observada antes, deve ter significativas implicações em nossa compreensão da supercondutividade não-convencional.” O artigo foi publicado no Nature Communications (clique aqui).

         Nestes compostos, a supercondutividade emerge quando a ordem de densidade de ondas de spin (SDW) é suprimida pela dopagem, pressão ou desordem atômica. A ordem magnética é antecipada pela ordem nemática, cuja origem é desconhecida. A ordem magnética afeta a estrutura atômica. À temperatura ambiente, os átomos de ferro situam-se numa rede quadrada, que tem uma simetria quádrupla, mas quando esfriado abaixo da temperatura de transição magnética, distorcem para formar uma estrutura retangular, com simetria dupla. Os pesquisadores do Argonne descobriram uma fase em que o material retorna à simetria quádrupla próxima do início da supercondutividade.

         “Nossa descoberta mostra que há um romance do estado magnético acima da supercondutividade”, disse Chmaissem, coautor do trabalho. “Além disso, este estado magnético compete com a supercondutividade e em temperatura mais baixa conseguem coexistir. Não há retorno para a simetria dupla. Isso foi completamente inesperado e é agora alvo de um extenso trabalho teórico.”

        

Difração de nêutron mostra o resultado do espalhamento numa amostra de BaFeAs dopado com Na (24%) no sítio do Ba. A ordem nemática se estabelece abaixo de 90 K, mas a simetria quádrupla é restaurada abaixo de 40 K. As estruturas atômica e magnética resultantes são ilustradas na figura à direita, onde as esferas azuis representam átomos de ferro e as setas vermelhas a direção de seus momentos magnéticos. Imagem por Jared Allred.

 Os pesquisadores utilizaram a difração de nêutrons que permite determinar as posições dos átomos e as direções dos seus momentos magnéticos microscópicos. Especula-se que isso pode ajudar a elucidar a supercondutividade nos pnictídeos e que tal explicação se estenda a outros supercondutores.

Fonte 1: http://www.anl.gov/articles/argonne-scientists-discover-new-magnetic-phase-iron-based-superconductors

Fonte 2: http://www.nature.com/ncomms/2014/140522/ncomms4845/full/ncomms4845.html