Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятности

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#46   morozov » Чт ноя 07, 2013 9:49

Nature | Letter

Interface superconductor with gap behaviour like a high-temperature superconductor

C. Richter, H. Boschker, W. Dietsche, E. Fillis-Tsirakis, R. Jany, F. Loder, L. F. Kourkoutis, D. A. Muller, J. R. Kirtley, C. W. Schneider & J. Mannhart

Nature 502, 528–531 (24 October 2013) doi:10.1038/nature12494

Received 18 March 2013
Accepted 15 July 2013
Published online 06 October 2013

The physics of the superconducting state in two-dimensional (2D) electron systems is relevant to understanding the high-transition-temperature copper oxide superconductors and for the development of future superconductors based on interface electron systems1. But it is not yet understood how fundamental superconducting parameters, such as the spectral density of states, change when these superconducting electron systems are depleted of charge carriers. Here we use tunnel spectroscopy with planar junctions to measure the behaviour of the electronic spectral density of states as a function of carrier density, clarifying this issue experimentally. We chose the conducting LaAlO3–SrTiO3 interface2 as the 2D superconductor, because this electron system can be tuned continuously with an electric gate field3. We observed an energy gap of the order of 40 microelectronvolts in the density of states, whose shape is well described by the Bardeen–Cooper–Schrieffer superconducting gap function. In contrast to the dome-shaped dependence of the critical temperature, the gap increases with charge carrier depletion in both the underdoped region and the overdoped region. These results are analogous to the pseudogap behaviour of the high-transition-temperature copper oxide superconductors and imply that the smooth continuation of the superconducting gap into pseudogap-like behaviour could be a general property of 2D superconductivity...

Figure 1: Device layout.
Изображение
a, b, Photograph (a) and schematic cross section (b) of a typical Au–LaAlO3–SrTiO3 tunnel device. The broad gold ring (inner diameter, 160 μm) lies on top of the LaAlO3 layer, which serves as a tunnel barrier between the 2DEL and the A…

Figure 2: Large-range tunnel spectra and the superconducting gap.
Изображение
a, Current-versus-voltage tunnel characteristic, I(V), measured at 4.2 K. The voltage characterizes the voltage applied to the interface 2DEL; a positive current is provided by electrons tunnelling from the Au into the 2DEL. b, Differe…

Figure 3: Dependence of the tunnel spectra on gate voltage.
Изображение
a, Tunnel spectra as a function of the back-gate voltage, VG (positive voltage corresponds to carrier accumulation). The device area is 0.5 mm2. b, Temperature dependence of Δ for different values of VG. The solid lines are the predict…
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#47   morozov » Сб ноя 30, 2013 12:05

BaBiO3: от сверхпроводника к топологическому диэлектрику

Известно, что при дырочном допировании диэлектрика BaBiO3 (например, при частичном замещении Ba/K или Bi/Pb) в нем возникает сверхпроводимость с достаточно высокой критической температурой Tc » 30 К. Расчеты из первых принципов показали [1], что при электронном допировании (например, при частичном замещении O/F) внутри запрещенной зоны должны образовываться топологические поверхностные состояния (TSS), которые представляют интерес для квантовой информатики и спинтроники. Если же из BaBiO3 изготовить p-n переход (см. рис.), то эффект близости может индуцировать в TSS сверхпроводящую щель.

Изображение
Схематическое изображение планарного контакта
между топологическим диэлектриком (вверху) и сверхпроводником (внизу).

1. B.Yan et al., Nature Phys. 9, 709 (2013).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#48   morozov » Ср фев 05, 2014 1:27

Триплетная сверхпроводимость в органическом сверхпроводнике (TMTSF)2PF6 ?

Слоистый органический сверхпроводник (TMTSF)2PF6 представляет собой довольно экзотический материал, симметрия сверхпроводящего параметра порядка в котором пока надежно не установлена. Авторами препринта выполнены детальные измерения температурной зависимости сдвига Найта K в (TMTSF)2PF6. Известно, что для синглетных сверхпроводников спиновый вклад в K быстро падает при охлаждении ниже критической температуры. Постоянство K при переходе (TMTSF)2PF6 из нормального в сверхпроводящее состояние свидетельствует о триплетной p-волновой сверхпроводимости этого соединения.

I.J.Lee et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0001332

Contact: Stuart Brown <brown@physics.ucla.edu>
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#49   morozov » Пт фев 14, 2014 13:46

Сверхпроводимость в графен-оловянном нанокомпозите

Химическая инертность графена и наличие в нем двумерного электронного газа с высокой подвижностью делают возможным изготовление из графена различных гетероструктур с контролируемыми электрическими характеристиками. В работе французских физиков [1] представлены результаты исследования композита графен/сверхпроводник, который представляет собой массив сверхпроводящих наночастиц олова (Tc = 3.7 К), сформированный при напылении на графен слоя Sn толщиной 10 нм. Средний поперечный размер наночастиц составил 80 нм, а среднее расстояние между ними – 13 нм (рис. 1). Сверхпроводимость индуцируется в графене за счет эффекта близости. Композит в целом ведет себя как гранулярный сверхпроводник, демонстрируя переход сверхпроводник-диэлектрик, вызванный локализацией куперовских пар. Электрические свойства композита можно регулировать, изменяя концентрацию носителей в графене за счет управляющего напряжения (рис. 2).

Изображение
Рис. 1. Массив наночастиц Sn на графене (данные просвечивающей электронной микроскопии; длина масштабной линейки 200 нм).
Изображение
Рис. 2. Фазовая диаграмма композита графен/Sn, определенная по результатам измерения температурных зависимостей сопротивления R при различных величинах управляющего напряжения V (S – сверхпроводник, I – диэлектрик).

1. A.Allain et al., Nature Mater. 11, 590 (2012).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#50   morozov » Пт фев 14, 2014 13:51

Изображение
Построена теория сверхпроводимости графена

Опубликовано ssu-filippov в 1 апреля, 2011 - 03:43

Уникальные свойства графена открывают множество перспектив, как практического применения, так и фундаментальных исследований на абсолютно новом уровне. Одно из возможных «амплуа» графена – это использование его в качестве сверхпроводника, а также в качестве основы сверхпроводящего транзистора. Заведующий лабораторией спектроскопии наноструктур Института спектроскопии РАН, профессор Юрий Лозовик комментирует свой доклад на одном из ФИАНовских семинаров.

Изображение
Графен (он же, кстати говоря, представитель двумерных кристаллов, существование которых в течение долгого времени считалось невозможным) был впервые получен в 2004 году Андреем Геймом и Константином Новоселовым. После присуждения им в 2010 году Нобелевской премии об этом знают многие. Однако импульс, приведший к появлению графена, был запущен еще задолго до этого – в далеком 1947 году, когда в фирме Bell Уильямом Шокли, Джоном Бардиным и Уолтером Браттейном был изобретен транзистор.
«Выдающийся теоретик Бардин сообразил, что в случае контакта „металл-полупроводник“ можно управлять проводимостью полупроводника, обогащая его электронами при помощи внешнего напряжения, которое прикладывается к металлу. Таким образом, основой действия транзистора является управление проводимостью базы-полупроводника. Использовать вместо полупроводника металл нельзя, у него слишком велика концентрация носителей, и изменения при приложении напряжения будут незначительные. Но можно использовать полуметалл. И именно эта мысль, по-видимому, лежала в основе импульса, который привел к перспективе использования графита в качестве базы вместо полупроводника», – рассказывает Юрий Лозовик.
До появления транзисторов вся электроника базировалась на вакуумных лампах, не поддающихся масштабируемости, то есть постоянно уменьшать их размер нельзя, так как при этом изменяются и их свойства. Открытие транзистора изменило ситуацию кардинальным образом. В настоящее время закону Мура, согласно которому количество транзисторов в микросхемах каждые 1,5–2 года удваивается, уже больше 40 лет. В этом году характерный размер транзисторов составляет 32 нм. Предполагается, что в 2014 году он составит 22 нм, после чего ожидается очередной скачок – до 12 нм. Есть ли жизнь за пределами 12 нм с использованием широко используемого сейчас кремния – большой вопрос. Дело в том, что физические свойства полупроводника при значительном уменьшении размера могут изменяться, так как период решетки микрокластеров несколько иной, чем у объемного полупроводника. Также, если кластер очень маленький, то в нем может не оказаться примесей, а именно они определяют свойство полупроводника (какой он – n- или p- типа). Большое значение имеет и то, где находится примесь – в центре кластера или на его границе вблизи управляющего электрода. Интересен также вопрос – осуществим ли процесс масштабируемой нанолитографии? Потому как в соответствии с критерием Рэлея при работе на длине волны порядка 40 нм, сделать с помощью обычной фотолитографии 12-нанометровую точку невозможно. И это только часть принципиальных трудностей.

Графен, с точки зрения закона Мура,– его абсолютный предел, по крайней мере, в одном из измерений, ведь это пленка толщиной в один атом. К тому же свойства графена совместимы с традиционной плоской технологией полупроводникового транзистора; при этом его прочность в 200 раз выше стали, теплопроводность существенно выше меди (так как одной из главных проблем транзисторов является их нагрев, то это крайне важно), крайне высокая подвижность электронов (то есть маленькое удельное сопротивление).

Не менее, а может, и более интересными являются необычные электронные свойства графена. Они хорошо описываются моделью, в которой зона проводимости и валентная зона отделены друг от друга нулевой щелью. Это два конуса, соприкасающиеся в своих вершинах, то есть графен – это полупроводник с нулевой энергетической щелью и нулевыми эффективными массами электронов и дырок. Так что в результате симметрии системы электроны и дырки по поведению становятся похожи на ультрарелятивистские частицы. За счет определенных механизмов (например, за счет обмена такими квазичастицами, как фононы или плазмоны) ультрарелятивистские электроны графена имеют способность спариваться, то есть графен может быть сверхпроводником.

Юрий Лозовик и его коллеги смогли описать процесс спаривания электронов в графене за счет обмена фононами (см., например, ЖЭТФ, 2010, том 137, вып.1 – Ю.Е. Лозовик, С.Л. Огарков, А.А. Соколик, Теория сверхпроводимости дираковских электронов в графене). С этой целью они рассмотрели два противоположных случая – чистый графен и сильно допированный примесями.
«Когда мы рассматриваем чистый графен, то речь идет о многозонном спаривании, то есть спаривании, в котором участвуют частицы из разных зон – и из зоны проводимости и из валентной зоны. Допирование графена подразумевает гораздо более эффективное спаривание, в котором участвуют частицы, принадлежащие только одной зоне. При сильном химическом допировании графена константа связи электронов, за счет большой плотности электронных состояний, может достигать гораздо более существенных значений, чем в чистом графене. В этом случае особенно интересна концентрация допирования свыше 1012 см-2. Что касается критической температуры сверхпроводящего перехода, то в допированном графене, в отличие от чистого, она также выше», – делится профессор Лозовик.
Кстати, помимо собственной сверхпроводимости, упомянутый многозонный характер спаривания электронов в графене может проявляться и в случае близости сверхпроводника. Именно этот факт лежит в основе идеи сверхпроводящих бездиссипативных транзисторов – если поднести к сверхпроводнику слой графена, то он также станет сверхпроводящим.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#51   morozov » Пт фев 14, 2014 13:56

Вот обычная картинка перехода металл сверхпроводник на примере графена II

Изображение

отсюда
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#52   morozov » Пт фев 14, 2014 14:21

Построена теория сверхпроводимости графена
Дмитрий Сафин — 31 марта 2011 года, 20:11
Российские физики исследовали куперовское спаривание электронов в «чистом» и допированном графене, в обоих случаях получив аналитические оценки температуры перехода материала в сверхпроводящее состояние.


Группа физиков из Института спектроскопии РАН и Московского инженерно-физического института сформулировала теорию сверхпроводимости в графене. Наиболее интересной особенностью графена, двумерной модификации углерода, считаются его электронные свойства, о которых «КЛ» уже не раз рассказывала. Низкоэнергетическая динамика электронов в нём описывается эффективным уравнением, имеющим вид уравнения Дирака для частиц с нулевой массой, движущихся со скоростью ~ 106 м/с. В химически чистом графене уровень Ферми (некий условный уровень, соответствующий энергии Ферми, ниже которой при абсолютном нуле все энергетические состояния системы электронов заняты, а выше — свободны) лежит в дираковской точке касания валентной зоны и зоны проводимости. В случае допирования это совпадение нарушается.
Изображение
Зонная структура обычного полупроводника (слева) и графена (иллюстрация Berkeley Lab).
Известно, что сверхпроводимость проявляется в результате синхронизации электронов и их объединения в куперовские пары. Основные положения классической теории сверхпроводимости Бардина — Купера — Шриффера (БКШ) мы вспоминали вчера. Кратко напомним, что объединение носителей в рамках теории БКШ трактуется как следствие электрон-фононного взаимодействия (фонон — это квазичастица, квант колебательного движения атомов кристалла). При этом константа электрон-фононного взаимодействия (спаривания), характеризующая его «силу», становится важным параметром, который определяет критическую температуру перехода в сверхпроводящее состояние. БКШ, будучи идеализированной моделью, не может адекватно описать свойства всех традиционных сверхпроводников, допуская серьёзные ошибки, к примеру, при расчёте параметров диборида магния — необычного соединения, имеющего очень высокую температуру перехода. Проблема заключается в том, что БКШ не распространяется на случай сильного электрон-фононного взаимодействия. В своих вычислениях российские учёные использовали «улучшенный» вариант БКШ, предложенный советским и российским физиком Герасимом Элиашбергом. Теория Элиашберга лишена упомянутого выше недостатка и позволяет получать более точные формулы для расчёта критической температуры. Кроме того, физики решили уравнения Элиашберга сразу в двух случаях: для чистого и для допированного графена. Поскольку в чистом материале уровень Ферми, как указано выше, лежит в дираковской точке, здесь нужно говорить о «многозонном» спаривании, в котором принимают участие частицы из обеих зон. «Допирование графена подразумевает гораздо более эффективное спаривание, в котором участвуют частицы, принадлежащие только одной зоне, — говорит один из авторов работы Юрий Лозовик. — В этом случае особенно интересна концентрация допирования свыше 1012 см–2. Что касается критической температуры сверхпроводящего перехода, то в допированном графене она также выше». В качестве примера можно привести результаты расчёта для химически допированного графена с высокой концентрацией носителей ~ 1,6•1014 см–2. Грубая оценка, которая не учитывает ряд проявляющихся при столь сильном допировании факторов, такова: критическая температура углеродного материала должна быть равна 4,3 К. Статья учёных опубликована в «Журнале экспериментальной и теоретической физики». Подготовлено по материалам Физического института им. П. Н. Лебедева РАН.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#53   morozov » Сб мар 22, 2014 13:21

Беспорядок замещения в сверхпроводнике с квантовой критической точкой

Сверхпроводник CeCoIn5 с Tc = 2.3 К близок к магнитной квантовой критической точке (ККТ) – магнитному фазовому переходу при нулевой температуре. В работе [1] (Корея, Китай, Бразилия, США, Россия) изучено влияние частичного замещения In/Cd и давления на поведение CeCo(In1-xCdx)5 в окрестности ККТ. Дефекты CdIn индуцируют дальний магнитный порядок и подавляют сверхпроводимость. С ростом давления дальний порядок исчезает, но локальные магнитные корреляции сохраняются вплоть до ККТ. При этом отсутствуют обычные признаки ККТ (расходимость теплоемкости и линейная температурная зависимость сопротивления), что объясняется неоднородностью электронного состояния из-за наличия остаточных “спиновых капель”. Авторы призывают быть предельно осторожными при интерпретации экспериментов по “подстройке” коррелированных систем к ККТ путем химического замещения.

1. S.Seo et al., Nature Phys. 10, 120 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#54   morozov » Сб май 03, 2014 12:38

Когерентное подавление квазичастичной диссипации в джозефсоновском контакте

При достаточно низкой температуре постоянный электрический ток протекает по сверхпроводнику без сопротивления, поэтому тепло не выделяется, то есть диссипации нет. А вот переменный высокочастотный ток может быть диссипативным из-за возбуждения квазичастиц с энергией больше сверхпроводящей щели. Однако согласно теоретическому предсказанию, сделанному Брайаном Джозефсоном более 50 лет тому назад [1], такая “квазичастичная диссипация” должна отсутствовать в джозефсоновском контакте, образованном сверхпроводниками, у которых разность фаз параметра сверхпроводящего порядка j = p (величина j контролируется потоком внешнего магнитного поля через площадь контакта). Экспериментально этот эффект был обнаружен лишь недавно в работе [2] (США, Германия). Он обусловлен деструктивной интерференцией электронного и дырочного каналов диссипации. Его предполагается использовать для ослабления декогерентизации в квантовых информационных устройствах на основе сверхпроводниковых кубитов.

1. B.D.Josephson, Phys. Lett. 1, 251 (1962).

2. M.Pop et al., Nature 508, 369 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#55   morozov » Вт июл 01, 2014 21:42

Волна зарядовой плотности, квантовая критическая
точка и сверхпроводимость в TiSe2


“Необычными” (unconventional) называют сверхпроводники, свойства которых не удается описать в рамках стандартной модели БКШ. К ним относятся купратные и безмедные ВТСП, соединения с тяжелыми фермионами, рутенаты, органические материалы и пр. Общим для всех необычных сверхпроводников является близость сверхпроводящего состояния к какой-либо другой упорядоченной фазе с нарушенной симметрией (антиферромагнитной, зарядовой, страйповой, орбитальной, нематической и др.). Это наводит на мысль, что “необычная” сверхпроводимость обусловлена взаимодействием носителей с флуктуациями несверхпроводящего параметра порядка, причем конкретная природа последнего не столь существенна.

Классическим примером необычных сверхпроводников являются слоистые дихалькогениды переходных металлов MX2 (M = Nb, Ti, Ta, Mo; X = Se S), в которых существует состояние типа волны зарядовой плотности (charge density wave, CDW). Предыдущие исследования показали, что увеличение гидростатического давления приводит к подавлению CDW и возникновению сверхпроводимости. Поскольку это, по-видимому, происходит в окрестности квантовой критической точки (quantum critical point, QCP), соответствующей TCDW = 0, то высказывались предположения о связи сверхпроводимости с квантовыми критическими флуктуациями. Однако точное расположение QCP относительно сверхпроводящего участка фазовой диаграммы до недавнего времени оставалось неизвестным.


Изображение
Фазовая диаграмма TiSe2 в координатах давление-температура.
TSC – температура сверхпроводящего перехода, TCDW – температура формирования волны зарядовой плотности, QCP – квантовая критическая точка.


В работе [1] (США, Германия) эволюция CDW по мере увеличения давления P изучена путем анализа спектров рассеяния рентгеновских лучей на монокристаллах TiSe2 c TCDW(P=0) = 202 К. Впервые непосредственно доказано существование QCP при Pc = (5.1 ± 0.2) ГПа. Это давление более чем на 1 ГПа выше соответствующего правой границе сверхпроводящей области, расположенной в интервале 2 ГПа < P < 4 ГПа (см. рис.), что на первый взгляд заставляет усомниться в причастности QCP и флуктуаций CDW к сверхпроводимости. Но картина оказалась более сложной (а значит, и более интересной). Выяснилось, что при P » 3 ГПа, то есть внутри “сверхпроводящего купола” (см. рис.) происходит переход от соизмеримой (относительно периода кристаллической решетки) структуры CDW к несоизмеримой. При этом в CDW-порядке возникает проскальзывание фазы и формируются доменные стенки, квантовая динамика которых и может оказаться ответственной, как считают авторы, за сверхпроводимость. Интересно, что аналогичная взаимосвязь между флуктуациями фазы упорядоченных зарядовых доменов и сверхпроводимостью наблюдалась в купратных ВТСП. Такая универсальность может послужить стимулом к разработке новой теории сверхпроводимости, более общей, нежели БКШ.

Л.Опенов


1. W.I.Joe et al., Nature Phys. 10, 421 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#56   morozov » Ср сен 03, 2014 23:10

О сверхпроводимости UPt3

В соединении UPt3 с тяжелыми фермионами наблюдаются два сверхпроводящих перехода при Tc+ » 550 мК (фаза А) и Tc- » 480 мК (фаза В). Сосуществование сверхпроводимости и антиферромагнетизма (TN » 5 К) служит основанием для гипотезы о нефононном механизме спаривания. В отсутствие детальной информации о микроскопической природе сверхпроводимости UPt3 внимание исследователей сосредоточено на структуре сверхпроводящего параметра порядка D в импульсном пространстве. Многие (хотя и не все) эксперименты свидетельствуют о p-волновой форме D. Если это действительно так, то куперовские пары в UPt3 образованы электронами с сонаправленными спинами (триплетное спаривание, полный спин пары S=1), а не с противоположно направленными, как в обычных сверхпроводниках (синглетное спаривание, S=0). В работе [1] исследован полярный эффект Керра в монокристаллах UPt3. Обнаружено, что керровский угол становится отличным от нуля только при охлаждении до температуры TKerr » Tc-, а не при Tc+ (см. рис.).

Изображение

Температурные зависимости керровского угла (красные точки, левая ось) и действительной части магнитной восприимчивости (синие точки, правая ось) для монокристалла UPt3. Здесь Tc+ и Tc- – температуры начала сверхпроводящего перехода в фазу А и В, соответственно, TKerr – температура, при которой происходит нарушение симметрии относительно обращения времени. Серые полосы – погрешности Tc+ и Tc- из-за эффектов оптического нагрева.


Это говорит о нарушении симметрии относительно обращения времени (то есть о триплетном характере спаривания) в фазе В, но не в фазе А. Авторы делают вывод, что параметр порядка в UPt3 является двухкомпонентным и относится к одному из четырех двумерных представлений группы D6h, скорее всего E2u.

1. E.R.Schemm et al., Science 345, 190 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#57   morozov » Вт сен 30, 2014 22:37

Топологическая сверхпроводимость в квантовых ямах HgTe/HgCdTe

В квантовых ямах HgTe/HgCdTe толщиной свыше dc = 6.3 нм состояние носителей тока отвечает двумерному диэлектрику, в котором наблюдается квантовый эффект Холла. На краях таких ям формируются одномерные спиральные состояния, в которых, согласно теории, может индуцироваться топологическая сверхпроводимость. Помещая квантовые ямы с d = 7.5 нм между двумя сверхпроводниками, авторы работы [1] (США, Германия) изготовили джозефсоновские контакты и изучили распределение протекающего по ним сверхтока. Они обнаружили, что при высокой концентрации носителей тока (контролируемой путем изменения напряжения на затворе) сверхток равномерно распределен по ширине ямы, а при низкой – локализован на ее краях. В ямах с d = 4.5 нм < dc краевые сверхтоки отсутствуют.
ИзображениеИзображениеИзображение
Изменение характера распределения плотности сверхтока по ширине квантовой ямы HgTe/HgCdTe
при уменьшении концентрации носителей тока (слева направо).
Результаты получены на основе анализа зависимостей максимального
критического сверхтока от индукции перпендикулярного магнитного поля.



1. S.Hart et al., Nature Phys. 10, 638 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#58   morozov » Ср окт 15, 2014 23:43

Слабая сверхпроводящая связь на поверхности титаната стронция

Двумерные системы электронов на границах раздела и поверхностях оксидов представляют интерес, как для фундаментальной физики, так и для практических приложений Значительное внимание здесь уделяется титанату стронция – зонному диэлектрику, который при допировании становится сначала металлом, а затем – сверхпроводником. В работе [1] для создания слабой сверхпроводящей связи на монокристаллической подложке SrTiO3 использован следующий прием. Образец помещали в ионную жидкость (электролит), предварительно “заэкранировав” часть поверхности диэлектрической полоской Al2O3 с нанесенным на нее металлическим электродом (рис. 1).

Изображение

Рис. 1. Полоска Al2O3 (2 мкм × 50 нм × 5 нм) экранирует часть поверхности SrTiO3 от ионной жидкости и разделяет ее на сверхпроводящие “берега”. Розовым цветом показаны проводящие каналы, образующиеся при увеличении напряжения на электроде. Красный кружок – квантовый точечный контакт (канал с максимальной проводимостью).


В электрическом поле ионы жидкости формируют на незаэкранированных “берегах” двойной электрический слой, что приводит к увеличению приповерхностной концентрации носителей заряда и переходу “берегов” в сверхпроводящее состояние с Tc = 0.3 К. Электронная структура расположенного под полоской участка поверхности не изменяется. Этот участок остается диэлектрическим и играет роль слабой связи для двух окружающих его сверхпроводящих “берегов”. Концентрацию носителей в нем можно, однако, тоже изменять, подавая напряжение VTG на металлический электрод (top gate). С ростом VTG в полоске Al2O3 формируются проводящие каналы, один из которых (с максимальной проводимостью) фактически представляет собой квантовый точечный контакт (рис. 1). При малых VTG полоска не пропускает ток, при промежуточных VTG вольт-амперные характеристики имеют такой же вид, как у туннельных контактов, а при больших – как у сверхпроводников (рис. 2).

Изображение

Рис. 2. a – Схема устройства [1]; b – СТМ-изображение металлического электрода (длина масштабной линейки 100 нм); c – дифференциальная проводимость при нулевом смещении источник-сток (T = 14 мК, VTG – напряжение на металлическом электроде). На вставках – вольт-амперные характеристики в диэлектрическом, туннельном и сверхпроводящем режимах (слева направо).


Интересно, что минимальная проводимость равна e2/h – в два раза меньше, чем для вырожденных по спину электронов. Это может быть связано с ферромагнетизмом SrTiO3.


Л.Опенов

1. P.Gallagher et al., Nature Phys. 10, 748 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Юрий381
Сообщения: 341
Зарегистрирован: Пт авг 17, 2012 9:37

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#59   Юрий381 » Пн окт 20, 2014 11:48

Григорий Ефимович Воловик штурмует комнатную сверхпроводимость, вот последняя из работ:
"From Standard Model of particle physics to room-temperature superconductivity"
http://arxiv.org/abs/1409.3944
Как и во всех своих работах, Воловик пользуется своей терминологией типа "Вейл-поинт" вместо "точка Дирака", из-за чего их трудно читать. Интересны выводы: он видит комнатную сверхпроводимость как 2д-интерфейсную, связанную с дираковскими состояниями, один из наиболее вероятных кандидатов - графит. Ну и призывает к пересмотру всей теории ВТСП...

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32285
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Сверхпроводимость, БКШ, успехи, странности и непонятност

Номер сообщения:#60   morozov » Пн окт 20, 2014 12:04

Спасибо.
Вот так и надо писать посты. Ссылка + аннотация хотя бы на уровне выводов, из которой следует, что читать ее не обязательно.
Это просто еще одна статья... которая ничего не объясняет.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»