ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Модераторы: mike@in-russia, varlash

Аватара пользователя
Alex Barri
Сообщения: 983
Зарегистрирован: Пт дек 12, 2008 15:07

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#511   Alex Barri » Ср окт 10, 2012 23:46

/
Последний раз редактировалось Alex Barri Пт окт 12, 2012 18:56, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#512   morozov » Пт окт 12, 2012 12:17

Спиновые флуктуации и высокотемпературная сверхпроводимость

В купратных ВТСП p-типа (с дырочным допированием) исследования механизма куперовского спаривания осложняются наличием псевдощелевого, страйпового и других сопутствующих сверхпроводимости состояний. Фазовая диаграмма купратов n-типа гораздо проще: при увеличении концентрации электронов x антиферромагнитная фаза сменяется сначала сверхпроводящей, а затем нормальной (см. рис.).

Фазовая диаграмма La2-xCexCuO4. Здесь n – показатель степени в температурной зависимости сопротивления r(T) = r0 + ATn; T1 и TFL – границы областей с n=1 и n=2 (ферми-жидкость) соответственно; xc=0.17 – критическая концентрация электронов, при которой сверхпроводимость исчезает; xFS=0.14 – квантовая критическая точка, в которой имеет место SDW-реконструкция поверхности Ферми.

Изображение

В работе [1] группа из Univ. of Maryland (США) детально исследовала температурную зависимость удельного сопротивления r тонких пленок La2-xCexCuO4 с различными x. Обнаружено, что в пленках с 0.11 < x < xc = 0.17 “сверхпроводящий купол” Tc(x) окаймлен областью, в которой r линейно по температуре: r(T) = r0 + AT при Tc < T < T1 (в сильных магнитных полях, когда сверхпроводимость подавлена, линейность r(T) наблюдается вплоть до ~ 10 мК). При увеличении x коэффициент A уменьшается синхронно с Tc и обращается в нуль при x=xc одновременно с исчезновением сверхпроводимости. Поскольку величина А определяется интенсивностью неупругого рассеяния носителей, приводящего к линейному r(T), то, значит, ответственное за это рассеяние взаимодействие имеет отношение и к сверхпроводящему спариванию. Что же это за взаимодействие? Известно, что в сильнокоррелированных органических материалах и системах с тяжелыми фермионами линейность r(T) обусловлена близостью антиферромагнитной критической точки. Поэтому авторы [1] полагают, что причиной линейного r(T) в La2-xCexCuO4 является взаимодействие электронов со спиновыми флуктуациями. Интересно, что точно такая же корреляция между А и Tc имеет место и в другом ВТСП n-типа, Pr2-xCexCuO4 [1]. Более того, ранее она наблюдалась в различных дырочных ВТСП и в органическом сверхпроводнике (TMTSF)2PF6. Может статься, что во всех этих соединениях реализуется спин-флуктуационный механизм спаривания.

Л.Опенов

1. K.Jin et al., Nature 476, 73 (2011).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#513   morozov » Вс окт 14, 2012 19:03

Магнитные возбуждения в купратных ВТСП

Кулоновское отталкивание подвижных электронов позволяет естественным образом объяснить необычную (d-волновую) симметрию параметра сверхпроводящего порядка в купратных ВТСП. Но пока остается неясным, может ли такое отталкивание само по себе приводить к высокотемпературной сверхпроводимости (с теоретической точки зрения это необычайно сложная задача: даже сильно упрощенные микроскопические модели не допускают полного решения). В рамках более прагматичного подхода вопрос ставится несколько иначе: возможно ли куперовское спаривание за счет обмена спиновыми флуктуациями (являющимися следствием кулоновского взаимодействия) – по аналогии с обменом фононами в обычных сверхпроводниках. Исследования неупругого рассеяния нейтронов (inelastic neutron scattering, INS) действительно свидетельствуют о наличии в оптимально допированных (имеющих максимальную критическую температуру Tc) купратах спиновых возбуждений с энергией 30 – 70 мэВ. Однако проинтегрированная по импульсу и энергии интенсивность этих возбуждений (спектральный вес) оказывается очень малой – всего несколько процентов от спектрального веса спиновых волн в родительских антиферромагнитных диэлектриках. Этого не хватает для спаривания, что является одним из основных аргументов противников гипотезы о магнитном механизме сверхпроводимости ВТСП.
Изображение
Области импульсного пространства, доступные исследованию методами INS и RIXS.

Недостатками INS являются малая величина сечения рассеяния нейтронов и недостаточная интенсивность доступных в настоящее время нейтронных пучков. Как следствие, для INS доступны спиновые возбуждения лишь в области порядка 10 % зоны Бриллюэна. Это и может быть причиной непреднамеренной “потери” спектрального веса в экспериментах по INS. В работе [1] (Германия, Италия, Канада, Швейцария) для исследования магнитных возбуждений в ВТСП использована другая методика – резонансное неупругое рассеяние рентгеновских лучей (resonant inelastic X-ray scattering, RIXS). Она позволяет “прозондировать” почти всю зону Бриллюэна (см. рисунок). При этом в отличие от INS, для RIXS не требуются большие монокристаллы и подходят даже тонкие пленки. С помощью RIXS в [1] была изучена дисперсия сильно затухающих магнитных возбуждений – парамагнонов – в YBa2Cu3O6+x, YBa2Cu4O8 и Nd1.2Ba1.8Cu3O6+x с различной концентрацией дырок (от недодопированных до передопированных составов). Оказалось, что дисперсия парамагнонов очень слабо зависит от уровня допирования и практически такая же, как у магнонов в родительских антиферромагнетиках. Причины этого не вполне ясны. Численное решение уравнений Элиашберга с использованием полного экспериментального спектра спиновых флуктуаций дает Tc » 170 К для YBa2Cu3O7.

Л.Опенов

1. M. Le Tacon et al., Nature Phys. 7, 725 (2011).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#514   morozov » Чт окт 18, 2012 2:25

О роли спиновых возбуждений в сверхпроводимости
купратов с электронным допированием

Имеются экспериментальные свидетельства сосуществования антиферромагнетизма и сверхпроводимости в купратных ВТСП с электронным типом допирования. Это говорит о возможной причастности спиновых возбуждений к механизму спаривания. Но остаются сомнения: ведь не исключено, что такое “сосуществование” является тривиальным следствием фазового расслоения на неперекрывающиеся сверхпроводящие и антиферромагнитные области.

В работе [1] спиновые возбуждения в ВТСП n-типа Pr0.88LaCe0.12CuO4-d с различным содержанием кислорода (и различной Tc) изучены путем комбинации “объемной” (рассеяние нейтронов) и локальной (сканирующая туннельная спектроскопия) методик. Сравнительный анализ полученных результатов показал, что в спектре спиновых возбуждений имеются резонансные моды с энергиями » 2 мэВ (эта мода связана с антиферромагнетизмом) и » 10 мэВ (эта мода связана со сверхпроводимостью, ее энергия уменьшается при понижении Tc). Взаимодействие подвижных электронов с коллективными спиновыми возбуждениями приводит к появлению соответствующих особенностей на туннельных ВАХ. Антиферромагнитный порядок не отделен от сверхпроводящего, а сосуществует с ним на нанометровом масштабе. Авторы [1] полагают, что фононы не дают существенного вклада в спаривание носителей тока.

Л.Опенов

1. J.Zhao et al., Nature Phys. 7, 719 (2011).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#515   test123 » Чт окт 18, 2012 10:26

morozov писал(а):Имеются экспериментальные свидетельства сосуществования антиферромагнетизма и сверхпроводимости в купратных ВТСП с электронным типом допирования. Это говорит о возможной причастности спиновых возбуждений к механизму спаривания. Но остаются сомнения: ведь не исключено, что такое “сосуществование” является тривиальным следствием фазового расслоения на неперекрывающиеся сверхпроводящие и антиферромагнитные области.
Ну наконец-то что-то более-менее с момента обнаружения сверхпроводимости... в корень спаривания зрить надобно. Сколько можно мне писать об этом в теме о ВТСП? А господа всё по верхушкам и по результатам спаривания впаривают... Кто и где спаривается? Это результат распаривания, спарилось во время Большого взрыва и ушло в темноту. Охренеть от тупизма проводников сверхпроводимости можно, за что зряплату получаете, господа учОные?
Как всегда досточтимый мэтр со своей интуицией на белом коне!!! Спасибо ВБ, ткни их носом в эту мою реплику и иди к финишу. Всё там проще выведенного яйца. Уже давно надо было научиться управлять Купером, а "СПЕЦЫ" всё глину месят. Ну нельзя же исследовать всё через Жо..! Возвращайтесь к ртути, пацаны, и начинайте заново и будете ГВт передавать по тоненькой трубочке в недоразвитые районы страны. Хотя и передавать уже незачем будет, всё на месте можно добывать в любых количествах. :wall:

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#516   morozov » Чт окт 18, 2012 19:32

test123 писал(а):Охренеть от тупизма проводников сверхпроводимости можно, за что зряплату получаете, господа учОные?
...нобелевские. Штук десять по теме.
test123 писал(а):Как всегда досточтимый мэтр со своей интуицией на белом коне!!! Спасибо ВБ..

Мне не жалко..
Не только на коне, но и весь в белом... остальные в дерьме.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#517   morozov » Пт окт 19, 2012 17:35

Нодальные квазичастицы и высокотемпературная сверхпроводимость

Когерентные низкоэнергетические возбуждения (квазичастицы) в d-волновых купратных ВТСП демонстрируют сильную анизотропию в импульсном пространстве. При T < Tc в антинодальном направлении (вдоль граней зоны Бриллюэна) имеется энергетическая щель, тогда как в нодальном направлении (вдоль диагоналей зоны Бриллюэна) щель отсутствует. До сих пор основное внимание уделялось исследованию антинодальных квазичастиц, которые наблюдаются только ниже Tc. Нодальные же квазичастицы считались нечувствительными к температуре, допированию, атомному беспорядку и другим факторам. В работе [1] (США, Япония) впервые замечена связь нодальных квазичастиц со сверхпроводимостью. Исследуя фотоэмиссионные спектры оптимально допированного ВТСП Bi2Sr2CaCu2O8+d с разрешением не только по углам, но и по времени (» 270 фс), авторы обнаружили, что подавление спектрального веса нодальных квазичастиц после воздействия лазерного импульса гораздо сильнее в сверхпроводящем состоянии, чем в нормальном. Сделан вывод о необходимости пересмотра нашего взгляда на нодальные квазичастицы в ВТСП. Требуется также детально изучить элементарные возбуждения и в других областях импульсного пространства.

1. J.Graf et al., Nature Phys. 7, 805 (2011).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#518   morozov » Сб окт 27, 2012 4:17

Нечувствительность критической температуры
купратных ВТСП к магнитным взаимодействиям

Если справедлива гипотеза о магнитном механизме спаривания носителей заряда в купратных ВТСП, то энергия спаривающих бозонов ħwB должна определяться величиной энергии J ~ 100 мэВ антиферромагнитного обменного взаимодействия спинов на ближайших атомах меди. Так как ħwB тем больше, чем больше J, а критическая температура (по крайней мере, в пределе слабой связи) Tc ~ ħwB, то логично ожидать увеличения Tc с ростом J. Однако эксперимент рисует диаметрально противоположную картину: выполненный в работе [1] (Италия, Германия, Новая Зеландия) систематический анализ взаимосвязи Tc и J в купратных ВТСП LnA2Cu3O7-d с A = Ba, Sr и Ln = La, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Yb, Lu показал, что Tc, напротив, уменьшается с ростом J (см. рис.).
Изображение
Антикорреляция максимальной (соответствующей оптимальному допированию) критической температуры ВТСП LnBa2Cu3Oy с различными Ln и обменной энергии антиферромагнитного взаимодействия.

Однако отбрасывать магнитный механизм сверхпроводимости ВТСП пока рано, поскольку авторы [1] поступают не вполне корректно, сравнивая критические температуры Tc оптимально допированных (d » 0) образцов с обменными энергиями J в недопированных
(d = 1) образцах. А ведь известно, что допирование купратов приводит к очень существенному (в несколько раз) уменьшению J, причем масштаб этого уменьшения для разных ВТСП может оказаться разным, в результате чего характер зависимости Tc от J изменится качественно.

Л.Опенов

1. B.Mallett et al., E-print at LANL, arXiv:1202.5078v1
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#519   morozov » Чт ноя 01, 2012 13:51

Восстановление сверхпроводимости халькогенидов железа при высоком давлении

Недавнее открытие сверхпроводимости халькогенидов железа A1-xFe2-ySe2 (A = K, Cs, Rb, Rb/Tl) с Tc = (30 ¸ 32) К вызвало новую волну интереса к безмедным ВТСП. Перечисленные соединения отличаются необычно большими величинами локальных магнитных моментов (3.3mB на атом Fe), что привело к возобновлению дискуссий о взаимоотношениях сверхпроводимости с магнетизмом и о возможности нефононной природы куперовского спаривания. Неоценимую роль для выяснения механизма сверхпроводимости и поиска новых ВТСП играют эксперименты, проводимые при высоких (P ~ 10 ГПа) давлениях, которые позволяют модифицировать кристаллическую и электронную структуру, не прибегая к химическому замещению, то есть, не создавая в образце атомный беспорядок. Как правило, Tc сначала увеличивается с ростом P, проходит через максимум, а затем падает до нуля. В работе [1] китайские и американские ученые обнаружили, что в халькогенидах K0.8Fe1.7Se2, K0.8Fe1.78Se2 и Tl0.6Rb0.4Fe1.67Se2 после полного исчезновения сверхпроводимости при P » 9 ГПа дальнейшее увеличение давления приводит не только к восстановлению сверхпроводимости, но и к повышению Tc до величины 48 К, значительно превышающей первый максимум 33 К при 1 ГПа (см. рис.).

Изображение
Зависимость критической температуры халькогенидов железа от давления.

Интервал давлений, в котором наблюдается такая “возвратная сверхпроводимость”, сравнительно невелик: от 11.5 до 13.2 ГПа, причем сверхпроводимость исчезает также внезапно, как и появляется, ничего похожего на куполообразную кривую Tc(P) нет. Физическая причина эффекта не ясна. Рентгеновская дифракция не выявила качественных изменений кристаллической структуры во всем изученном диапазоне P, хотя нельзя исключить, например, разупорядочения вакансий Fe или появления каких-либо сверхструктур. Особый интерес представляет исследование эволюции магнитных характеристик по мере увеличения P, которое предполагается провести методом дифракции нейтронов.

Л.Опенов

1. L.Sun et al., Nature 483, 67 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#520   morozov » Пт ноя 02, 2012 1:59

Магнетизм и сверхпроводимость в (Sr,Ca)2RuO4

Рутенат стронция Sr2RuO4 с Tc = 1.5 К – единственный безмедный сверхпроводник, изоструктурный со слоистыми ВТСП-купратами (La,Sr)2CuO4 и
(La,Ba)2CuO4. На сегодняшний день считается надежно установленным, что в Sr2RuO4 имеет место триплетное куперовское спаривание (спин пары S=1) с
p-волновой симметрией параметра порядка D – в отличие от синглетного спаривания (S=0) с s-волновой и d-волновой симметрией D в БКШ-сверхпроводниках и купратах, соответственно. Полное замещение Sr®Ca приводит к переходу в состояние антиферромагнитного диэлектрика, но на фазовой диаграмме
Ca2-xSrxRuO4 это состояние отделено от сверхпроводящей фазы (x = 2) широкой областью парамагнитного металла (0.5 < x < 2), поэтому взаимосвязь сверхпроводимости Sr2RuO4 с магнетизмом далеко не очевидна. Однако недавние измерения скорости релаксации спина мюонов и магнитной восприимчивости [1] указывают на то, что вплоть до x=1.8 в Ca2-xSrxRuO4 имеется статический магнитный порядок. Этот порядок довольно специфический: в нем отсутствует четко выраженная волна спиновой плотности, но есть признаки спинового стекла. Авторы [1] считают, что антиферромагнитные спиновые флуктуации могут быть как источником рассеяния носителей в нормальной фазе Sr2RuO4, так и причиной их спаривания в сверхпроводящей фазе. Сравнивая Sr2RuO4 с другими “необычными” сверхпроводниками, они отмечают наличие как сходств, так и различий.

Л.Опенов

1. J.P.Carlo et al., Nature Mater. 11, 323 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#521   morozov » Пт ноя 02, 2012 21:42

Новый взгляд на электронную структуру безмедного ВТСП BaFe2As2

В зависимости от силы межэлектронного взаимодействия все известные сверхпроводники можно условно разделить на два больших класса: “слабокоррелированные” (например, MgB2) и “сильнокоррелированные” (например, купратные ВТСП). Первые хорошо описываются в рамках простых одночастичных моделей, а механизм сверхпроводимости в них – фононный, тогда как для вторых единого подхода к описанию электронной структуры и механизма спаривания пока не выработано. При расчете электронных характеристик сильнокоррелированных материалов используются различные подходы, включая, например, теорию функционала плотности (density functional theory, DFT), динамическую теорию среднего поля (dynamical mean-field theory, DMFT) и др., каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, причем не всегда понятно, какой из этих подходов более адекватно отражает экспериментальную ситуацию.

Изображение
Фазовая диаграмма BaFe2As2 в координатах температура – концентрация дырок x.
Пунктирная линия – граница области, в которой показатель a в зависимости S ~ wa меньше единицы. Сплошная линия соответствует a = 0.5.

В безмедных ВТСП на основе железа межэлектронные корреляции тоже значительны (хотя и сильно разнятся в разных семействах), но экспериментальные данные для этих сверхпроводников более противоречивы, чем для купратов: до сих пор предметом дискуссий остаются вопросы о поверхностях Ферми, эффективных массах носителей и пр. В работе [1] (Швейцария, Франция, Япония, Швеция, США) обращается внимание на существенную роль эффектов динамического экранирования кулоновского взаимодействия, которые приводят к частотной зависимости энергии одноцентрового кулоновского отталкивания d-электронов атомов Fe и ранее в полной мере не учитывались. Используя комбинированный метод DFT+DMFT в сочетании с квантовым методом Монте-Карло, авторы [1] на конкретном примере BaFe2As2 (соединение типа 122) показали, что эти эффекты не только важны для понимания поведения спектральной функции при больших энергиях (корреляционные сателлиты, наблюдающиеся в экспериментах по фотоэмиссии), но и сильно влияют на низкоэнергетические электронные возбуждения. Так, при близком к оптимальному уровне допирования (число дырок на атом Fe: x = 0.2) и T = 145 К собственная энергия
S ~ wa, где a = 0.56, тогда как в ферми-жидкости a = 1 (угол наклона прямой S(w) при этом определяет перенормировку массы носителей). Следовательно, теория Ландау не применима к оптимально допированному BaFe2As2. Этим, по-видимому, и объясняется большой разброс величин эффективной массы, определяемых из данных фотоэмиссионной спектроскопии (интерпретация эксперимента основана на концепции квазичастиц Ландау, а их здесь просто нет…). Уменьшение дырочного допирования и его смена на электронное допирование приводит к восстановлению когерентной ферми-жидкости (при этом эффективная масса квазичастиц составляет 2-3 массы свободного электрона), тогда как при увеличении x скорость рассеяния резко возрастает и происходит переход в фазу некогерентного металла. Помимо допирования, электронная структура BaFe2As2 сильно зависит от температуры (см. рис.). В [1] отмечено, что критическая температура максимальна при величине x, соответствующей “замерзанию спинов”.

Л.Опенов

1. P.Werner et al., Nature Phys. 8, 331 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#522   morozov » Вт ноя 06, 2012 12:14

Pseudogap and zero-bias anomaly due to fluctuation suppression of quasiparticle tunneling
A. Glatz, A.A. Varlamov, V.M. Vinokur
(Submitted on 15 Oct 2012 (v1), last revised 24 Oct 2012 (this version, v2))

We study the effect of superconducting fluctuations on the tunnel current-voltage characteristics of disordered superconducting films placed in a perpendicular magnetic field, $H$, in the whole $H$-$T$ phase diagram outside the superconducting region. This tunnel-current is experimentally accessible by STM measurements. In the domain of temperatures $T\geq T_{c0}$ and relatively weak fields $H\ll H_{c2}(0)$ we reproduce existing results for the zero-voltage tunneling conductance, but also discover an important nonlinear contribution, which appears due to dynamic fluctuation modes and results in the formation of a strong zero-bias anomaly (ZBA) on the scale $eV\sim k_{\mathrm{B}}(T-T_{c0})$. At large voltages ($eV\sim k_{\mathrm{B}}T_{c0}$) these modes, together with the contribution from static fluctuations, form a pseudogap maximum. At low temperatures, with magnetic field values near $H_{c2}(0)$, fluctuations acquire quantum character and the general picture of the voltage dependent tunneling conductance resembles that one close to $T_{c0}$, where the role of temperature and magnetic field are exchanged. In particular, a gap-like structure appears with maximum at $eV_{\max}\sim \Delta_{\mathrm{BCS}}$ and a sharp ZBA on the scale $eV\sim \Delta_{\mathrm{BCS}}(H/H_{c2}(0)-1)$. The complete expression for the tunneling current at arbitrary fields and temperatures can be evaluated only numerically, which is presented in detail.
http://lanl.arxiv.org/pdf/1210.4206v2.pdf
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#523   morozov » Вт ноя 06, 2012 23:21

Электроны и фононы: кто более для купратов ценен?

Для понимания феномена высокотемпературной сверхпроводимости ключевым является вопрос о природе бозонных возбуждений, обмениваясь которыми носители заряда объединяются в куперовские пары. В качестве кандидатов на роль спаривающих бозонов в ВТСП рассматриваются колебания решетки (фононы) и электронные возбуждения различного типа. Взаимодействие фермиевских квазичастиц (ФК) с “бозонным клеем” описывается функцией P(W), которая зависит от плотности состояний бозонных возбуждений и силы их связи с ФК. Поскольку это взаимодействие существенно влияет на дисперсию ФК и время их жизни, то оно проявляется в самых различных экспериментах, таких как фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением, неупругое рассеяние нейтронов и рентгеновских лучей, оптическая спектроскопия и др. Но при этом не удается однозначно отделить электронный вклад в P(W) от фононного.

В работе [1] (Италия, Япония, США, Канада, Швейцария) для выяснения происхождения спаривающих бозонов использована неравновесная оптическая спектроскопия с фемтосекундным разрешением по времени. После воздействия на образец (монокристалл Bi2Sr2Ca0.92Y0.08Cu2O8 с Tc = 96 К) коротким лазерным импульсом эффективная электронная температура скачком возрастала, а затем релаксировала к своему равновесному значению за счет передачи энергии от электронов другим степеням свободы. При этом оказалось, что с некоторыми бозонными возбуждениями электроны термализуются гораздо быстрее (<< 100 фс), чем с фононами (100 - 200 фс), что говорит, во-первых, о нефононной (а значит – электронной) природе этих возбуждений, а во-вторых – о сильном взаимодействии с ними. Разделив фононную и электронную составляющие P(W), авторы [1] нашли соответствующие безразмерные константы взаимодействия, которые оказались равными lф = 0.4±0.2 и lэ = 1.1±0.2. С одной стороны, тот факт, что lэ значительно больше lф, свидетельствует о главенствующей роли “электронных бозонов” (спиновых флуктуаций или петлевых токов) в сверхпроводимости купратных ВТСП. С другой стороны, непренебрежимо малая величина lф позволяет объяснить наличие изотопического эффекта в дисперсии узловых ФК.

Л.Опенов

1. S. Dal Conte et al., Science 335, 1600 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#524   morozov » Чт ноя 08, 2012 3:33

Сверхпроводимость с сильной связью в FeSexTe1-x

Если энергия спаривающего электрон-бозонного взаимодействия (мерой которого служит сверхпроводящая щель D) намного меньше кинетической энергии электронов (характеризующейся энергией Ферми eF), то сверхпроводимость такой системы описывается в рамках приближения слабой связи теории БКШ. В другом предельном случае, D >> eF, имеет место бозе-эйнштейновская конденсация (БЭК) локальных электронных пар. Теория предсказывает плавный переход от режима БКШ к режиму БЭК при D ~ eF. Исследования электронной структуры халькогенида железа FeSexTe1-x, выполненные израильскими физиками в работе [1] методом ARPES, свидетельствуют о том, что этот безмедный ВТСП с Tc = 12.5 К находится как раз в переходной области. Для него отношение D/eF » 0.5 гораздо больше, чем во всех известных сверхпроводниках, включая купратные ВТСП. В [1] обнаружена аномальная дисперсия когерентных пиков, очень похожая на наблюдавшуюся в экспериментах с холодным ферми-газом.

Л.Опенов

1. Y.Lubashevsky et al., Nature Phys. 8, 309 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30718
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#525   morozov » Сб ноя 10, 2012 17:28

Слежка за куперовскими парами

В сверхпроводниках носители заряда с противоположными импульсами и спинами объединяются в куперовские пары, которые и обеспечивают бездиссипативный характер токопереноса. Механизм спаривания в купратных ВТСП пока не установлен. В работе [1] предложен способ “слежки” за куперовскими парами. Воздействуя на ВТСП Bi2Sr2CaCu2O8+d фемтосекундным лазерным импульсом, авторы [1] изучали динамику сверхпроводящей щели и квазичастиц, используя фотоэмиссионную спектроскопию с разрешением не только по углам, но и по времени. Было, в частности, установлено, что вблизи узлов d-волнового параметра порядка куперовские пары рекомбинируют очень медленно, а вдали от узлов – быстро. Дальнейшее развитие этой методики может дать новую полезную информацию о механизме формирования пар.

1. C.L.Smallwood et al., Science 336, 1137 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Физика твердого тела / Solid-state Physics»