Phase diagram of a class of spin-triplet ferromagnetic superconductors

We investigate thermodynamic phases, including the phase of coexistence of superconductivity and ferromagnetism, the possible phase transitions of first and second order, and the shape of the phase diagram in mean-field approximation for a phenomenological model of spin-triplet ferromagnetic superconductors. The results are discussed in view of application to metallic ferromagnets as UGe$_2$, ZrZn$_2$, URhGe, and Fe.Comment: 8 pages, MikTexTeX, 1 fi

Phenomenological study of spin-triplet ferromagnetic superconductors

Unconventional superconductivity with spin-triplet Cooper pairing is reviewed based on the quasi-phenomenological Ginzburg-Landau theory. The superconductivity, in particular, the mixed phase of coexistence of ferromagnetizm and unconventional superconductivity is triggered by the spontaneous magnetization. The mixed phase is stable whereas the other superconducting phases that usually exist in unconventional superconductors are either unstable, or, for particular values of the parameters of the theory, some of these phases are metastable at relatively low temperatures in a quite narrow domain of the phase diagram. The phase transitions from the normal phase to the phase of coexistence is of first order while the phase transition from the ferromagnetic phase to the coexistence phase can be either of first or second order depending on the concrete substance. The Cooper pair and crystal anisotropy are relevant to a more precise outline of the phase diagram shape and reduce the degeneration of the ground states of the system but they do not drastically effect the phase stability domains and the thermodynamic properties of the respective phases.Оглянуто нетрадиційну надпровідність із спін-триплетним куперівським спарюванням, базуючись на квазі-феноменологічній теорії Гінзбурга-Ландау. Надпровідність, а зокрема змішана фаза співіснування феромагнетизму і незвичної надпровідності викликається спонтанною намагніченістю. Змішана фаза є стійкою, в той час як інші надпровідні фази, що зазвичай існують у нетрадиційних надпровідниках, є або нестійкими, або, при певних значеннях параметрів теорії, метастабільними при відносно низьких температурах у вкрай вузькій області фазової діаграми. Фазовий перехід із нормальної фази у фазу співіснування є переходом першого роду, в той час як фазовий перехід із феромагнітної фази у фазу співіснування може бути або першого або другого роду залежно від типу речовини. Куперівське спарювання і анізотропія кристалу є суттєвими для більш точного опису форми фазової діаграми і знімають виродження основного стану системи, проте вони не чинять значного впливу на області фазової стійкості і термодинамічні властивості відповідних фаз

Fluctuation induced first order phase transition in thin films of type I superconductors

The effect of fluctuation induced weakly first order phase transition known for three dimensional (3D) type I superconductors appears in a modified and strongly enhanced variant in thin (quasi-2D) superconducting films. The unusual thermodynamic properties of this new type of first order phase transitions and the possibility for an experimental verification of the effect are established and discussed