ВТСП под “колпаком”

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (ВТСП)

Номер сообщения:#1   morozov » Ср ноя 19, 2008 1:28

http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/ ... t/5_5.html

5.5. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (ВТСП)

Первые сверхпроводники сохраняли свои уникальные свойства при нагревании вплоть до температур порядка 20K (двадцать градусов выше абсолютного нуля). Долгое время это считалось температурным пределом сверхпроводимости. Однако в 1986г. сотрудники швейцарской лаборатории компьютерной фирмы IBM Георг Беднорц (Georg Bednorz, р.1950) и Александр Мюллер (Alexander M?ller, р.1927) открыли сплав, сверхпроводящие свойства которого сохраняются и при 30K. Сегодня же науке известны материалы, остающиеся сверхпроводниками даже при 160К (то есть чуть ниже ?100C). При этом общепринятой теории, которая объясняла бы этот класс высокотемпературной сверхпроводимости, до сих пор не создано, но совершенно ясно, что в рамках теории БКШ ее объяснить невозможно.

Рассмотренный в рамках теории БКШ механизм перехода в сверхпроводящее состояние основан на межэлектронном взаимодействии через тепловые колебания кристаллической решетки. Как показывают оценки, для такого механизма сверхпроводимости, называемого фононным, максимальная величина критической температуры не может превышать 40К.

Для реализации высокотемпературной сверхпроводимости (с > 90К) необходимо было искать другой механизм корреляции электронов. Один из возможных подходов описан американским физиком Литтлом. Он предположил, что в органических веществах особого строения возможна сверхпроводимость при комнатных температурах. Основная идея заключалась в том, чтобы получить своеобразную полимерную нитку с регулярно расположенными электронными фрагментами. Корреляция электронов, движущихся вдоль цепочки, осуществляется за счет поляризации этих фрагментов, а не кристаллической решетки. Поскольку масса электрона на несколько порядков меньше массы любого иона, поляризация электронных фрагментов может быть более сильной, а критическая температура ? более высокой, чем при фоновом механизме.

В основе теоретической модели высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), разработанной академиком В.Л. Гинзбургом, лежит так называемый экситонный механизм взаимодействия электронов. Дело в том, что в электронной системе существуют особые волны ? экситоны. Подобно фононам, описывающим тепловые колебания решетки, экситоны являются квазичастицами, перемещающимися по кристаллу, не связанными с переносом электрического заряда и массы. Модельный образец такого сверхпроводника представляет собой металлическую пленку в слоях диэлектрика или полупроводника. Электроны проводимости, движущиеся в металле, отталкивают электроны диэлектрика, то есть окружают себя облаком избыточного положительного заряда, который и приводит к образованию электронной пары. Такой механизм корреляции электронов предсказывает весьма высокие значения критической температуры ().
Сама идея ВТСП в органических соединениях была выдвинута еще в 1950г. Лондоном и лишь через 14 лет Литтл и Гинзбург, независимо друг от друга, теоретически доказали возможность ВТСП в неметаллических системах. Работой Беднорца и Мюллера начался следующий этап развития ВТСП. Число публикаций по проблеме ВТСП, появившихся после 1986г., существенно превышает полное число вообще всех предшествующих публикаций по сверхпроводимости, начиная с 1911г. Более того, после открытия сверхпроводимости в купратных соединениях с иттрием (YBCO) с ~ 90К и ртутью с ~ 135?160К проблема ВТСП из чисто научной превратилась в практически значимую, благодаря возможности крайне важных технических приложений. Это обстоятельство и стало, в основном, причиной мощного потока финансов и новых исследователей в эту область.

Основными достижениями первого этапа можно считать следующие результаты:

* четкое и ясное осознание того, что помимо хорошо известного электрон-фононного механизма сверхпроводимости, обусловленного межэлектронным притяжением за счет обмена фононами, могут существовать и другие механизмы, связанные с межэлектронным кулоновским взаимодействием;
* доказательство отсутствия каких-либо строгих, на уровне закона природы, ограничений на возможное значение критической температуры сверхпроводящего перехода. Противоположное утверждение было выдвинуто очень авторитетными специалистами в теории сверхпроводимости Андерсоном и Коэном и, безусловно, оказало отрицательное влияние на развитие исследований по проблеме ВТСП; доказательства того, что высокие значения могут быть получены только в системах с сильными эффектами локального поля, т.е. в системах с сильным взаимодействием;
* выполненный подробный анализ различных факторов, определяющих при фононном механизме сверхпроводимости

Новый этап развития проблемы ВТСП, помимо самого факта экспериментального обнаружения соответствующих систем и уже упоминавшейся масштабности исследований, имел ряд других отличий, в том числе и в теоретических подходах. Как уже отмечалось, довольно давно стало ясно, что высокие значения могут иметь только системы с сильным взаимодействием. На первом этапе достаточного внимания изучению таких ВТСП-систем не уделялось. Основная же часть исследований второго этапа связана именно с изучением эффектов сильного обменно-корреляционного взаимодействия и их проявлений как в нормальном, так и сверхпроводящем состоянии.

Большая часть теоретических работ связана с моделью Хаббарда, в которой основную роль играет сильное кулоновское отталкивание электронов на одном центре. Именно в рамках модели Хаббарда были предложены две наиболее радикальные идеи о природе ВТСП в купратах, основанные на модели так называемых резонансных валентных связей. Фактически, эти идеи в значительной мере опираются на результаты, полученные для одномерных моделей взаимодействующих электронов. В них низкотемпературное поведение электронов резко отличается от стандартного поведения в трехмерных системах. Электрон, обладающий зарядом и спином, перестает быть хорошо определенным возбуждением. Происходит так называемое разделение заряда и спина. В такой модели спин переносится незаряженными возбуждениями, а заряд ? безспиновыми возбуждениями. Подобную систему называют латтинжеровской жидкостью.

Основная идея о сущности ВТСП-систем, развиваемая Андерсоном, заключается в том, что электронная система в таких соединениях представляет собой именно латтинжеровскую жидкость как в нормальном, так и в сверхпроводящем состоянии.

Отличие идеи, предложенной Лафлином с соавторами, от подхода Андерсона заключается в использовании дробной статистики для описания низкоэнергетических возбуждений в ВТСП-системах. Это означает, что соответствующие возбуждения не являются ни бозонами (как, например, фононы), ни фермионами (как сами электроны). В квантовой теории поля для них используется термин ?анионы?. Существенно при этом, что анионная теория приводит к нарушению симметрии относительно обращения времени, поскольку в системе фактически возникают спонтанные магнитные потоки. К сожалению, экспериментальные данные опровергают такую возможность. Теория ВТСП-систем Андерсона также не вызывает энтузиазма у большей части исследователей.

Значительная часть теоретических исследований ВТСП-соединений на втором этапе, как, впрочем, и на первом, сводится к довольно стандартной процедуре. Рассматривается система квазичастичных электронных возбуждений, только вместо фононов и экситонов, приводящих к межэлектронному притяжению и спариванию, вводится нечто иное. Это могут быть спиновые флуктуации, образование ?спиновых мешков?, специфика зонной структуры и т.п.

Единственное отличие второго этапа ? это более детальное исследование моделей, основанных на существовании сильного межэлектронного отталкивания. Исследователям удалось довольно глубоко продвинуться в этой проблеме, однако, все еще не решены проблемы, связанные с поведением ВТСП-систем как в нормальном, так и в сверхпроводящем состояниях. Остается много вопросов, на которые в данный момент нет четких и ясных ответов, включая и вопрос о конкретном механизме совместного влияния электрон-фононного взаимодействия и кулоновского отталкивания на межэлектронное спаривание. И так далее? Но все это не мешает нам практически применять явление сверхпроводимости.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#2   morozov » Ср ноя 19, 2008 1:31

Stripes and high Tc superconductivity (Рим, Италия, июнь 1998)
Конференция посвящалась природе и свойствам stripes (полос), обнаруженных в последние годы в ВТСП и играющих существенную роль в физике этих систем. Наблюдение полос оказалось возможным благодаря появлению хороших ВТСП монокристаллов.

Открыли конференцию два доклада ? К.Мюллера и Л.Горькова. Нобелевский лауреат К.Мюллер (Цюрих) изложил историю развития ВТСП исследований, которые привели к открытию полос на CuO2-плоскостях. Началось все еще в 1988г. ? В.Хижняков и Е.Зигманд (Штуттгарт) наблюдали кластерную фазу, а В.Эмери (Брукхэвен) предложил теорию. Затем полосы обнаружили экспериментально А.Бьянкони (Римский университет) с помощью рентгеновской дифракции и Д.Транкуада (Брукхэвен) ? нейтронографически. В дальнейшем другие исследователи наблюдали их по фотоэмиссионным спектрам и по измерению магнитной восприимчивости.

Л.Горьков (Флоридский университет) главное внимание в своем докладе уделил неоднородностям, приводящим к частичной локализации носителей и появлению второй фазы (полос). Он указал на возможность гибридизации двух фаз и появления псевдощели в недопированном состоянии.

Председатель конференции А.Бьянкони отметил в своем докладе, что допированные купратные сверхпроводники-перовскиты являются прототипами новых гетерогенных металлов, формирующих сверхрешетку квантовых полос в атомном пределе толщиной 15A. В этой экзотической металлической фазе сосуществуют полярное упорядочение, спиновые флуктуации и сверхпроводимость. Высокая Тс усиливает острый резонанс электронов у уровня Ферми. При этом резонансе химпотенциал занимает положение выше дна второй узкой зоны на величину порядка уменьшения энергии спаривания. Спиновое взаимодействие между подвижными электронами и сильная локализация зарядов в соседних параллельных полосах усиливает резонансный эффект, как в случае гигантского магнитосопротивления (модуляция сверхрешетки); появляются узкие и широкие полосы. Были показаны соответствующие фотоснимки.

Проф. Бьянкони в дополнительном докладе предложил схему фазовой диаграммы ВТСП со страйповой квантовой критической точкой (S-QCP). В этой диаграмме имеются аномальное "нормальное" и сверхпроводящее состояния. S-QCP существует при конечном допировании d , которое приводит к росту зарядовых флуктуаций в электронной системе. Динамика фазовой сегрегации зарядов в бедных и богатых дырками полосах индуцирует антиферромагнитные спиновые флуктуации при оптимальном допировании. При квазикритических зарядовых и спиновых флуктуациях наблюдается сильная зависимость от параметров электрон-электронного взаимодействия. Фазовая диаграмма Тс-d состоит из купола (внутри купола d-волновое состояние) с максимумом Тс (S-QCP) при оптимальной величине d . От этого максимума примерно веером с ростом температуры расходятся фазовые границы различных состояний. Выше самой правой границы вне купола находится область квантового беспорядка, левее ее - область S-QCP, а еще левее (при d <d опт) проходит граница с областью псевдощели.

Один из патриархов изучения свойств сложных соединений проф. Д.Гуденаф (Техасский университет в Остине) показал, что рост термоэдс ассоциируется с образованием богатых дырками полос в двумерных CuO2-слоях, и рассмотрел механизм этого эффекта в системах с переменной валентностью, связанный с переходом от локализованных к стабилизирующим фазу подвижным состояниям.

Многие доклады были посвящены различным экспериментам с недодопированными и передопированными ВТСП. И хотя открываются новые факты, свести все воедино пока не удается. Однако практически все работы показывают наличие полос. Как заметил в своем докладе о квантовом аспекте фазовых флуктуаций в ВТСП Б.Чакраверти (Гренобль): ?все полосы одинаковые, но есть полосы более одинаковые, чем другие?.

С.Кивельсон и В.Эмери (Брукхэвен) рассмотрели жидкокристаллическую низкотемпературную фазу в допированных ВТСП, связанную с упорядочением полос. В другом своем докладе эти же авторы предложили микроскопическую теорию плохого металла и сверхпроводимости без квазичастиц. Фазовый переход в сверхпроводящее состояние или состояние с зарядовым или спиновым упорядочением не является следствием нестабильности поверхности Ферми. Плохая проводимость приводит к плохой экранировке и к увеличению роли кулоновского взаимодействия. По мнению авторов доклада в ВТСП мобильные дырки формируют медленные упорядоченные флуктуации квазиодномерных металлических полос, которые обуславливают механизм ВТСП в плохом металле. Главный результат: спаривание между полосами и наличие области моттовского изолятора индуцируют спиновую щель, эквивалентную формированию сверхпроводящего параметра порядка. Это ведет к спариванию (парной корреляции) вдоль индивидуальной полосы. Поперечные флуктуации в полосе формируют зарядовое упорядочение и увеличивают джозефсоновское взаимодействие между слоями, приводящее к глобальной фазовой когерентности. Доклад вызвал интенсивную дискуссию, в частности несогласие с отмеченной выше интерпретацией Бьянкони и Ди Кастро (Римский университет).

Особо следует отметить уверенное с мягким юмором выступление Р.Лафлина (одного из лауреатов Нобелевской премии по физике 1998 года). Само название его доклада говорит о многом: ?Полосы ? симптом против полосы ? причина?. Экспериментальное открытие полос не вызвало большого шока. Модель Хаббарда при малом допировании предсказала его задолго до события, так как зарядовая соизмеримость - единственный путь для слабо допированного антиферромагнетика стать изолятором без примесного пиннинга. Остается проблема, обозначенная в заглавии доклада: что из двух возможностей лежит в основе микроскопики. Лафлин доказывает, что полосы ? причина и обсуждает конкуренцию между многими упорядоченными фазами.

Д.Ашкенази (Майами) рассмотрел связь полос с электроно- и полярно-подобными носителями. Большая группа физиков из 4-х стран (М.Асенсио, А.Бьянкони и др.) методом ARPES обнаружила связь возникновения полос с аномалиями поверхности Ферми.

С.Морейс-Смит (Институт теоретической физики, Гамбург) вместе с соавторами из Калифорнии и Бразилии рассмотрела динамику полос при скольжении в электрическом поле, перпендикулярном оси полос. Ситуация изучена при слабом и сильном допировании (изолированные и взаимодействующие полосы). Динамические константы определялись из t-J модели. Экспериментально подтверждено, что полосы зарядовые. При классическом описании - это диэлектрическая фаза, при квантовом ? сверхпроводящая.

С.Чанг (S.C.Zhang) из Стэнфорда (США) продискутировал топологическую природу полос в рамках своей SO(5)-теории пятимерного вектора, две компоненты которого описывают сверхпроводящую щель, а три ? намагниченность подрешетки в антиферромагнитном состоянии. Таким образом, такой вектор ? суперспин пятимерного супермагнетика. Фактически С.Чанг предпринял попытку единого подхода к описанию магнетизма и сверхпроводимости.

А.Кастро-Неро (Калифорния) обсуждает свойства полос в оксидах переходных металлов при антиферромагнитном упорядочении и эволюцию поверхности Ферми при допировании. Предлагается модель ВТСП в stripe-фазах, базирующаяся на джозефсоновской связи между различными CuO2-слоями.

Г.Бойбингер с группой физиков из Лос-Аламоса исследовали электросопротивление ряда ?недодопированных? ВТСП La2-xSrxCuO4 в сильном магнитном поле. Они обнаружили подавление сверхпроводимости и переход изолятор-металл по изменению знака температурной производной сопротивления в плоскости a-b. Сравнение с аналогичными результатами для Bi-2201 и Y-123 привел авторов к интерпретации этих данных как доказательства существования полос.

И.Бозович (Калифорния) провел 1500 экспериментов с многослойными образцами, сформированными усовершенствованными методами молекулярно-пучковой эпитаксии, и показал, что в допированных купратах есть фазовая сегрегация и негомогенность.

Д.Джун с группой (Университет Альберта, Канада) провел интересную обработку данных экспериментов по температурной зависимости Jc(T), проведенных тремя различными способами в шести лабораториях на 10 кольцевых образцах ? ориентированных пленках Y-123. Найдено универсальное поведение Jc(T) и энергетического барьера для движения вихрей Ueff(J) для всех 10 пленок между 10К и Тс. С помощью электронной микроскопии высокого разрешения обнаружены джозефсоновские наноструктуры (отдельные ячейки с размерами порядка нескольких длин когерентности).

Главные выводы из работы этой конференции:

1. Все более тонкие экспериментальные исследования с использованием самой современной аппаратуры привели к открытию новых эффектов, в основном имеющих квантовую природу.
2. Создан ряд моделей, описывающих те или иные стороны этих эффектов. Предпринятые попытки выйти за пределы ?стандартных? моделей с использованием симметрии SO-5,
SO-6 пока не привели к всеобъемлющей однозначной теории, и это, возможно, связано со сложной кристаллической структурой ВТСП, элементарная ячейка которых содержит много атомов и подструктур, а следовательно, характеризуется близкими по величине энергетическими параметрами.
3. Преобладание теоретических работ над экспериментальными связано с поисками выхода из создавшегося положения.Е.С.Ицкевич
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#3   morozov » Пн фев 02, 2009 12:57

Новый класс высокотемпературных сверхпроводников в FeAs-cистемах
Ю.А. Изюмов, Э.З. Курмаев
Институт физики металлов, Уральское отделение РАН, Екатеринбург

Дается систематический обзор нового класса высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) в слоистых соединениях на основе железа, который включает в себя соединения типа REOFeAs (RE- редкоземельный элемент), AFe2As2 (A = Ва, Sr, Ca), LiFeAs и др. При стехиометрическом составе все соединения этого класса являются антиферромагнитными нормальными металлами, но при допировании элементами с другой валентностью становятся сверхпроводниками (наивысшая на сегодня температура СП-перехода Тс = 55 К). Обязательным структурным элементом этих соединений являются слои, образуемые FeAs4-комплексами. Орбитали 3d Fe формируют состояния вблизи уровня Ферми. Электронная структура различных соединений класса FeAs едина: поверхность Ферми является многолистной и состоит из двух дырочных карманов в центре зоны Бриллюэна и двух электронных карманов в ее углах. Это показано теоретически и подтверждено экспериментально. Детально рассматриваются СП-свойства, зависимости Тс от уровня допирования, внешнего давления, критических магнитных полей и сверхпроводящего параметра порядка (ПП). Показана противоречивость выводов о симметрии ПП по данным различных измерений. Анализируются транспортные, магнитные и СП-свойства FeAs-систем в сравнении с таковыми купратов. Описываются основные электронные модели соединений, учитывающие их электронную структуру и близость допированных соединений к антиферромагнитному упорядочению, для объяснения механизмов электронного спаривания. Показано, что в отличие от купратов сверхпроводящие FeAs-системы являются слабо (или умеренно) коррелированными и не находятся вблизи мотт-хаббардовского перехода. Делается вывод о том, что физические свойства FeAs-соединений в значительной степени объяснены, за исключением вопроса о симметрии СП-параметра порядка.

Текст: pdf (2,7 Мб)
http://ufn.ru/ufn08/ufn08_12/Russian/r0812d.pdf
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#4   morozov » Пн фев 02, 2009 23:34

С купратным багажом к комнатнотемпературной сверхпроводимости
Ю.В. Копаев, В.И. Белявский, В.В. Капаев
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Российская Федерация

4 октября 2007 г. в конференц-зале Физического института им. П.Н. Лебедева РАН состоялась Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук ?Комнатная сверхпроводимость?. На сессии были заслушаны доклады:
1. Максимов Е.Г. (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва). Комнатная сверхпроводимость ? миф или реальность?
2. Божович И. (Božović I.) (Brookhaven National Laboratory, США). Эксперименты с атомарно гладкими тонкими пленками сверхпроводящих купратов: сильное электрон-фононное взаимодействие и другие сюрпризы.
3. Антипов Е.В., Абакумов А.М. (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет, Москва). Структурный дизайн сверхпроводников на основе сложных оксидов меди.
4. Копаев Ю.В., Белявский В.И., Капаев В.В. (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва). С купратным багажом к комнатнотемпературной сверхпроводимости.
Публикуется краткое содержание докладов.
Текст: pdf (227 Кб)
http://ufn.ru/ufn08/ufn08_2/Russian/r082g.pdf
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (ВТСП)

Номер сообщения:#5   morozov » Вт мар 30, 2010 13:46

Новые сверхпроводники на основе пятикомпонентных оксипниктидов переходных металлов

А Л Ивановский

Аннотация: Представлен обзор химии открытых в 2009 г. слоистых пятикомпонентных оксипниктидов переходных металлов: Sr3Sc2Fe2As2O5, Sr4V2Fe2As2O6, Sr4Sc2Fe2P2O6 и т.д., составивших новое семейство так называемых фаз 32225 и 42226, ? перспективных материалов для поиска высокотемпературных сверхпроводников. Изложены методы синтеза, обсуждены особенности кристаллической структуры, физико-химических свойств, а также модели электронной структуры и химической связи для этих фаз.
Библиография ? 63 ссылки.
http://www.physics-online.ru/PaperLogos ... ersion.pdf
С уважением, Морозов Валерий Борисович

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

Re: ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (ВТСП)

Номер сообщения:#6   Alex Barri » Ср апр 07, 2010 23:18

вот краткий комментарий по поводу железно-мышьяковых ВТСП:
http://www.nkj.ru/news/15703/

Группа физиков под руководством Руслана Прозорова экспериментально получила температурную зависимость лондоновской глубины проникновения в сверхпроводники на основе арсенидов железа. Вид этой зависимости определяется энергетической щелью (энергией связи куперовской пары) сверхпроводника, которая, в свою очередь, зависит от механизма образования куперовской пары. Для большинства сверхпроводящих материалов такая зависимость уже известна. Для ?низкотемпературных? сверхпроводников она носит экспоненциальный характер, для высокотемпературных купратных ? линейный.

Исследования монокристаллов сверхпроводящих соединений нового класса на основе системы барий-железо-мышьяк, а также Nd-Fe-As- и La-Fe-As ? оксидов показали, что температурная зависимость лондоновской глубины проникновения выражается степенной функцией с показателем степени, равным примерно 2,4. Этот неожиданный результат позволил учёным предположить, что в соединениях на основе арсенидов железа куперовские пары образуются по другому механизму, чем в других классах сверхпроводников. Более того, для его описания необходимо оперировать двумя величинами энергетической щели, поскольку эти новые сверхпроводники проявляют свойства сверхпроводников двух типов ? купратов и диборида магния.

Руководитель группы Руслан Прозоров назвал новые материалы самыми сложными из всех известных сверхпроводников. Их свойства не поддаются объяснению в рамках разработанных ранее теорий и требуют новых теоретических подходов.

Отметим, что в начале 2009 года была опубликована статья исследователей из Арагонской национальной лаборатории (США), в которой авторы также пришли к выводу, что новый класс сверхпроводников на основе арсенидов железа не может описываться с помощью ?обычных? теорий сверхпроводимости. Группа физиков под руководством Стефана Розенкранца (Stephan Rosenkranz) измеряли неупругое рассеяние нейтронов арсенидов железа и обнаружили, что знак энергетической щели (разности между суперпроводящим и нормальным электронным состояниями) этих сверхпроводников меняется от одного электронного состояния к другому (от одной электронной орбитали к другой). Учёные предположили, что механизм образования куперовских пар в этих соединениях может быть связан с антиферромагнитными флуктуациями, а не с колебаниями кристаллической решетки (как предполагает теория БКШ). То есть, как считает Стефан Розенкранц, получено прямое доказательство необычной природы сверхпроводимости нового класса материалов.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#7   morozov » Чт фев 24, 2011 16:41

Печально, что Александр Иванович ушел от нас. Думаю у участников форума хватит такта не лезть в тему со всякой ерундой.

А.И.ГОЛОВАШКИН
ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА
ПРЕПРИНТ

Содержание Стр.
1. Введение: что необычно в ВТСП? 3
2. Классы ВТСП-соединений 5
3. Можно ли увеличить Тс? 7
4. Структура. Сверхструктурная модуляция, страйпы 9
5. Сопротивление R(T) 11
6. Поведение критической температуры 14
7. Аномалия Нс2(Т) 20
8. Аномалии других свойств 21
9. Псевдощель. Фазовая диаграмма 25
10. Механизмы ВТСП. d-спаривание 28
11. Заключение 31
Аннотация
Рассмотрены некоторые необычные и аномальные свойства
высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Аномалии ? общее
свойство ВТСП-систем. Понимание природы аномалий ВТСП-систем важно
для выяснения механизма их сверхпроводимости.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#8   morozov » Пт фев 25, 2011 1:05

10. Механизмы сверхпроводимости.

Сразу отмечу, что для объяснения свойств ВТСП предложено уже много
разных механизмов сверхпроводимости. Но до сих пор не только нет
общепринятой модели (как теория БКШ для обычных сверхпроводников), нет
даже однозначного мнения, как должна выглядеть теория ВТСП. Пока ни одна
модель не объясняет всех особенностей ВТСП.

Что же надо объяснить в первую очередь:
1) Механизм спаривания.
Экспериментально доказано, что в ВТСП существуют пары электронов с
зарядом 2е (квантование магнитного потока, эффект Джозефсона). Что за
взаимодействие заставляет связываться электроны в пары? Причем эта связь
столь сильна, что может существовать при Т=150-160К.
2) d-тип волновой функции пар (параметра порядка). В отличие от s-типа в
обычных сверхпроводниках.
Эта волновая функция в ВТСП имеет 4 нуля на поверхности Ферми, где она
меняет знак. Это означает, что в ВТСП вплоть до Т=0 на поверхности Ферми
есть области, где щель ?=0. Т.е. могут быть сколь угодно низкоэнергетические
возбуждения при самых низких температурах (поглощение низкочастотных
квантов).
3) Наличие псевдощели.
Симметрия псевдощели ?* совпадает с симметрией ? (Рис.22). Псевдощелевое
состояние ? необычное состояние твердого тела и не может быть описано в
рамках теории Ферми-жидкости Ландау. Понимание природы этого состояния
? ключ к пониманию как сверхпроводимости ВТСП, так и их необычных
свойств.
4) Аномалии свойств.

Какие же модели существуют.
1. Взаимодействие электронов через фононы (типа БКШ).
Есть еще сторонники этой точки зрения. Однако с этих позиций трудно
объяснить d-тип спаривания. Привлекают ?выделенное направление?
рассеяния (специальную форму поверхности Ферми). Кроме того, трудно
объяснить и Тс>160K (для фононного механизма Тс~?e-1/?, где ?-температура
Дебая, ?-константа электрон-фононного взаимодействия).
Все же общее мнение, что простая теория БКШ не применима к ВТСП.
И даже учет сильной связи (Элиашберг) не спасает положения.
2. Биполяронный механизм сверхпроводимости (А.С.Александров).
Это рафинированный, но все же фононный механизм. Вместо электронов в
качестве носителей заряда рассматриваются поляроны (электрон+фононная
?шуба?). Проблема модели ? большая эффективная масса поляронов, малая
скорость, отсюда низкие Тс.
3. Спаривание через магнитные корреляции.
Взаимодействие электронов через спиновые волны (вспомните АФ область на
фазовой диаграмме, АФ флуктуации могут существовать и вне этой области).
При х=0 (т.е. без легирования) эта модель дает АФ фазу. Однако роль таких
флуктуаций спорна. Ведь если спиновые флуктуации являются базовым
механизмом спаривания, то они должны объяснять природу псевдощели,
термодинамику ВТСП. А главное трудно объяснить высокие Тс висмутатов,
где нет магнитной фазы. Там другой механизм?
4. Обменное взаимодействие.
Имеется много вариантов механизма спаривания, основанных на обменном
взаимодействии типа магнитных корреляций:
-резонансные валентные связи (Андерсен),
-спиновые ?сумки?,
-спиновые поляроны,
-анионы (частицы, промежуточные между бозонами и фермионами)
и др.
5. Спаривание через зарядовые (электронные) корреляции (флуктуации
заряда).
Также несколько вариантов.
-Экситонный механизм.
К сожалению, экситоны в ВТСП не найдены.
-Плазмонные механизмы.
6. Спаривание через кулоновское взаимодействие.
В последнее время Ю.В.Копаев развивает теорию спаривания с большим
суммарным импульсом при кулоновском отталкивании. При этом
используется наличие протяженной седловой точки в электронном спектре
купратов и специальная форма поверхности Ферми. Наличие масс разного
знака приводит к притяжению электронов и образованию связанных пар.
Идентификация возбуждений, через которые происходит спаривание
носителей заряда, наиболее важная проблема, которую надо решить для
установления механизма ВТСП.

11. Заключение.
1. ВТСП ? странные, необычные металлы. Аномалии ? общее свойство ВТСП-
систем. Понимание природы аномалий важно для понимания физики ВТСП и
высокотемпературной сверхпроводимости.
2. Переход в сверхпроводящее состояние в ВТСП ? переход нового типа: из
нормального состояния со щелью.
3. До сих пор нет единого мнения о механизме высокотемпературной
сверхпроводимости.
4. Не ясно существует ли предел Тс, т.е. возможна ли сверхпроводимость при
комнатной температуре. Фундаментальные ограничения не известны.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (ВТСП)

Номер сообщения:#9   morozov » Пт мар 25, 2011 14:16

Сверхпроводящая щель и псевдощель в туннельных спектрах

Вопрос о природе щели в электронном спектре купратных сверхпроводников (псевдощели) выше температуры сверхпроводящего перехода Tc уже более 20 лет является предметом бурных дискуссий, но до полной ясности еще очень далеко. Ключевой момент здесь ? это выяснение, что общего у сверхпроводящей щели и псевдощели и в чем различие между ними. Недавние исследования методом сканирующей туннельной микроскопии показали, что в отличие от сверхпроводящей щели псевдощель характеризуется значительной пространственной неоднородностью и довольно слабо зависит от температуры [1]. Кроме того, при наличии псевдощели туннельная проводимость на контакте сверхпроводника с нормальным металлом (NS-контакт) оказывается различной при положительном и отрицательном напряжении смещения [2]. В работе [3] теоретики из Lougborough Univ. (Великобритания) построили описание вольт-амперных характеристик для туннельного контакта между сверхпроводниками (SS) и для NS-контакта. Они основывались на простой модели сверхпроводника как сверхтекучей жидкости заряженных бозонов в кристаллической решетке. Одночастичные возбуждения такой жидкости ? термически активированные поляроны, либо подвижные, либо локализованные на примесях. Благодаря тому, что носители тока изначально спарены, химический потенциал ? для квазичастиц отрицателен и равен примерно половине энергии связи составных бозонов, ?= ??p, где ?p играет роль квазищели. Сверхпроводящая же щель ?с пропорциональна корню квадратному из плотности бозе-конденсата и сильно зависит от температуры. Полная щель имеет вид ?(T) = [?p2 + ?c(T)2]1/2, и выше Tc остается только псевдощель ?p.

Важным элементом используемой модельной зонной структуры является наличие примесных уровней, приводящих к образованию длинного ?хвоста? одночастичной плотности состояний, где собственно и располагается химический потенциал. Этот ?хвост?, как оказалось, ответственен за упомянутую выше асимметрию туннельной проводимости, а неоднородное распределение примесей ведет к пространственной неоднородности квазищели. Анализ полученных туннельных спектров для SS-контакта позволил объяснить такие наблюдавшиеся на эксперименте особенности, как щель в туннельной проводимости выше и ниже Tc, а также уменьшение туннельного сопротивления ниже Tc. Видно, что в руках умелых теоретиков туннельные спектры купратов дают массу новой полезной информации.

1. J.Lee et al., Science 325, 1099 (2009).

2. K.McElroy et al., Phys. Rev. Lett. 94, 197005 (2005).

3. A.S.Alexandrov, J.Beanland, Phys. Rev. Lett. 104, 026401 (2010)
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (ВТСП)

Номер сообщения:#10   morozov » Ср мар 30, 2011 11:03

Intra-unit-cell electronic nematicity of the high-Tc copper-oxide pseudogap states

* M. J. Lawler,1, 2, 9 * K. Fujita,2, 3, 4, 9 * Jhinhwan Lee,2, 3, 5 * A. R. Schmidt,2, 3 * Y. Kohsaka,6 * Chung Koo Kim,2, 3 * H. Eisaki,7 * S. Uchida,4 * J. C. Davis,2, 3, 8 * J. P. Sethna2 * & Eun-Ah Kim2

Journal name: Nature Volume: 466,Pages: 347?351Date published: (15 July 2010)

In the high-transition-temperature (high-Tc) superconductors the pseudogap phase becomes predominant when the density of doped holes is reduced1. Within this phase it has been unclear which electronic symmetries (if any) are broken, what the identity of any associated order parameter might be, and which microscopic electronic degrees of freedom are active. Here we report the determination of a quantitative order parameter representing intra-unit-cell nematicity: the breaking of rotational symmetry by the electronic structure within each CuO2 unit cell. We analyse spectroscopic-imaging scanning tunnelling microscope images of the intra-unit-cell states in underdoped Bi2Sr2CaCu2O8?+?? and, using two independent evaluation techniques, find evidence for electronic nematicity of the states close to the pseudogap energy. Moreover, we demonstrate directly that these phenomena arise from electronic differences at the two oxygen sites within each unit cell. If the characteristics of the pseudogap seen here and by other techniques all have the same microscopic origin, this phase involves weak magnetic states at the O sites that break 90°-rotational symmetry within every CuO2 unit cell.
..........
Изображение
Изображение
ИзображениеИзображение
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#11   morozov » Пт апр 08, 2011 22:20

СВЕРХПРОВОДНИКИ

Новый взгляд на анизотропию сверхпроводящей щели в Bi2Sr2CaCu2O8+d
Изображение
В настоящее время считается довольно надежно установленным тот факт, что симметрия сверхпроводящего параметра порядка D в медно-оксидных ВТСП обладает d-волновой симметрией, то есть D (k) в слоях CuO2 имеет вид типа D (k) = D0cos(2f ), где D0 ? амплитуда, f ? угол между квазиимпульсом k и осью x. Хотя эта информация о зависимости D от k и является очень важной, она не очень-то способствует прогрессу в понимании механизма высокотемпературной сверхпроводимости, поскольку практически все предложенные теории допускают d-волновую симметрию D . Следовательно, огромное значение приобретают любые дополнительные сведения, детализирующие структуру D (k) в импульсном пространстве, поскольку любое отклонение от ?чистой? d- волновой симметрии может ?высветить? роль конкретного взаимодействия в сверхпроводящем спаривании.
Изображение
В работе [Y.Ando et al., Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 147004] японских физиков из Central Research Institute of Electric Power Industry (Токио) изучена анизотропия теплопроводности качественных монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8+d в слоях CuO2. Из-за наличия у D (k) нулей на поверхности Ферми, при любой конечной температуре T << Tc в

ВТСП присутствуют ?тепловые? квазичастицы, которые (в отличие от куперовских пар) переносят тепло. Так как квазичастицы имеют импульсы, направленные вдоль нулей D (k) в импульсном пространстве, то можно определить эти направления по максимумам теплопроводности как функции угла между вектором теплопереноса и кристаллографическими осями. Такие эксперименты проводились и раньше, подтвердив предположение о ?четырехлепестковой? d-волновой симметрии D (k), то есть о наличии двух взаимно перпендикулярных линий нулей D (k), которые в Bi2Sr2CaCu2O8+d совпадают с осями a и b.

Принципиальное отличие работы японцев от предшествующих публикаций состоит в том, что они не просто искали максимумы теплопроводности, а сравнивали высоты этих максимумов. И обнаружили при этом очень интересный эффект. Оказалось, что при T << Tc величина теплопроводности вдоль оси a больше, чем вдоль оси b. Почему так может быть? Наиболее простое объяснение ? не связанная со сверхпроводимостью анизотропия электронной структуры и/или времени релаксации квазичастиц в плоскости a-b. Но эксперимент показал, что при T > Tc в пределах погрешности r a = r b. Значит, дело в том, что число квазичастиц с импульсами вдоль оси a больше, чем число квазичастиц с импульсами вдоль оси b. Следовательно, вблизи параллельных осям a и b линий нулей параметр порядка D (k) имеет различную структуру, а именно: при отклонении в сторону от линии нулей, параллельной оси b, величина D (k) увеличивается быстрее, чем при отклонении от линии нулей, параллельной оси a. Иными словами, ?чистая? d-волновая симметрия D (k) искажается (этот вывод подкрепляется измерениями теплопроводности в магнитном поле). Такая ?избыточная анизотропия? D (k) не может быть описана путем простого добавления примеси s-волны к d-волне. По-видимому, в зависимости D (k) наряду с cos(2f ) присутствуют более высокие угловые гармоники, например sin(4f ). Все это накладывает дополнительные ограничения на теорию механизма высокотемпературной сверхпроводимости.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#12   morozov » Пт апр 22, 2011 15:30

Сверхпроводящая щель и псевдощель в туннельных спектрах

Вопрос о природе щели в электронном спектре купратных сверхпроводников (псевдощели) выше температуры сверхпроводящего перехода Tc уже более 20 лет является предметом бурных дискуссий, но до полной ясности еще очень далеко. Ключевой момент здесь ? это выяснение, что общего у сверхпроводящей щели и псевдощели и в чем различие между ними. Недавние исследования методом сканирующей туннельной микроскопии показали, что в отличие от сверхпроводящей щели псевдощель характеризуется значительной пространственной неоднородностью и довольно слабо зависит от температуры [1]. Кроме того, при наличии псевдощели туннельная проводимость на контакте сверхпроводника с нормальным металлом (NS-контакт) оказывается различной при положительном и отрицательном напряжении смещения [2]. В работе [3] теоретики из Lougborough Univ. (Великобритания) построили описание вольт-амперных характеристик для туннельного контакта между сверхпроводниками (SS) и для NS-контакта. Они основывались на простой модели сверхпроводника как сверхтекучей жидкости заряженных бозонов в кристаллической решетке. Одночастичные возбуждения такой жидкости ? термически активированные поляроны, либо подвижные, либо локализованные на примесях. Благодаря тому, что носители тока изначально спарены, химический потенциал ? для квазичастиц отрицателен и равен примерно половине энергии связи составных бозонов, ?= ??p, где ?p играет роль квазищели. Сверхпроводящая же щель ?с пропорциональна корню квадратному из плотности бозе-конденсата и сильно зависит от температуры. Полная щель имеет вид ?(T) = [?p2 + ?c(T)2]1/2, и выше Tc остается только псевдощель ?p.

Важным элементом используемой модельной зонной структуры является наличие примесных уровней, приводящих к образованию длинного ?хвоста? одночастичной плотности состояний, где собственно и располагается химический потенциал. Этот ?хвост?, как оказалось, ответственен за упомянутую выше асимметрию туннельной проводимости, а неоднородное распределение примесей ведет к пространственной неоднородности квазищели. Анализ полученных туннельных спектров для SS-контакта позволил объяснить такие наблюдавшиеся на эксперименте особенности, как щель в туннельной проводимости выше и ниже Tc, а также уменьшение туннельного сопротивления ниже Tc. Видно, что в руках умелых теоретиков туннельные спектры купратов дают массу новой полезной информации.

1. J.Lee et al., Science 325, 1099 (2009).
2. K.McElroy et al., Phys. Rev. Lett. 94, 197005 (2005).
3. A.S.Alexandrov, J.Beanland, Phys. Rev. Lett. 104, 026401 (2010)
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#13   morozov » Пт апр 22, 2011 18:25

Наблюдение псевдощели внутри коров магнитных вихрей в Bi2Sr2CaCu2O8+d
Говоря о природе сверхпроводимости ВТСП, с уверенностью можно утверждать лишь то, что сверхпроводящее состояние ВТСП ?построено? из состояний спаренных электронов, а также что это состояние является сильно анизотропным (по-видимому, симметрия сверхпроводящего состояния, по крайней мере, в некоторых ВТСП, является d-волновой, хотя здесь остаются некоторые сомнения). Механизм высокотемпературной сверхпроводимости все еще не выяснен.

Основным признаком ?классических? БКШ-сверхпроводников является характер их возбужденного состояния: оно представляет собой квазичастицы, образующиеся при разрыве куперовских пар. Поэтому при нагревании выше критической температуры Tc пары исчезают одновременно с когерентным сверхпроводящим состоянием. Это происходит в силу того, что размер одной пары (длина когерентности x ) много больше среднего расстояния между парами. А длина когерентности, в свою очередь, велика по причине малости энергии связи электронов в каждой паре D , поскольку x ~ 1/D . В ВТСП величина D значительно (примерно на порядок) больше, чем в низкотемпературных сверхпроводниках, поэтому длина когерентности сравнима с расстоянием между электронными парами, или даже меньше его. Поэтому возникает вопрос: а не могут ли пары существовать не только ниже, но и выше Tc, либо в виде флуктуаций, либо как некоррелированные двухчастичные формирования? Экспериментальное наблюдение в ВТСП при T > Tc так называемой ?псевдощели? конкретизирует этот вопрос: связано ли наличие псевдощели с ?предсуществующими? парами, или же псевдощель имеет другую физическую природу?

Совершенно новый подход к исследованию псевдощели предложен в работе швейцарских (Univ. de Geneve) и японских (Univ. Tsukuba) физиков. Они изучали характеристики магнитных вихрей в монокристаллах Bi2Sr2CaCu2O8+d методом сканирующей туннельной спектроскопии (СТС) при T=4.2К. Как известно, СТС ?видит? локальную плотность квазичастичных состояний, в силу чего, собственно, и становится возможным наблюдение изолированных магнитных вихрей (плотность состояний различна вне вихря, то есть в сверхпроводящей области, и в его сердцевине - коре, то есть в локально несверхпроводящей области).

Что же показал эксперимент? В сердцевинах вихрей не было обнаружено квазичастичных состояний, зато зарегистрирована ?щелевая структура?, причем последняя изменялась пропорционально истинной сверхпроводящей щели (были изучены монокристаллы с различным содержанием кислорода, то есть с различными Tc). Более того, исследование температурной зависимости псевдощели при T > Tc и ?низкотемпературной щели? в корах магнитных вихрей показало, что последняя - это и есть та самая псевдощель, локально сохранившаяся вплоть до гелиевых температур в областях нормальной фазы. Наиболее правдоподобное объяснение полученным результатам, по мнению авторов, - это наличие в нормальном состоянии ВТСП (как во всем образце при T > Tc, так и лишь внутри магнитных вихрей при T < Tc) некоррелированных электронных пар вместо привычных квазичастиц.

Ch. Renner et al., Phys. Rev. Lett. 1998,80, 3606
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#14   morozov » Сб апр 23, 2011 10:43

Псевдощель в La2-xSrxCuO4

Методом фотоэмиссионной спектроскопии высокого разрешения исследована система La2-xSrxCuO4 в очень широком диапазоне x (от недопированного диэлектрика до ?передопированного? несверхпроводящего металла). Выяснилось, что уменьшение x (при переходе от металла к сверхпроводнику) ведет к одинаковому (по x) уменьшению спектральной плотности состояний и коэффициента электронной теплоемкости. Когда величина x становится меньше оптимальной (то есть при переходе в ?недодолированную? область) в спектре появляется псевдощель величиной порядка 0.1эВ. Дальнейшее уменьшение x (при переходе от сверхпроводника к диэлектрику) приводит опять же к одинаковому (по x) увеличению псевдощели и характеристических температур магнитной восприимчивости и коэффициента Холла.

A.Ino et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9806341
Contact: Akihiro Ino ino@wyvern.phys.s.u-tokyo.ac.jp
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33391
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП ? НЕОБЫЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Номер сообщения:#15   morozov » Вс апр 24, 2011 14:11

СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
Аномалии спектра одночастичных возбуждений в Bi2Sr2CaCu2O8+d

Согласно стандартной теории сверхпроводимости БКШ, величина критической температуры Tc определяется величиной сверхпроводящей щели D , которая, в свою очередь, обусловлена характерной энергией фононов (или каких-то других "спаривающих бозонов"). Переход в сверхпроводящее состояние приводит к модификации только тех одночастичных возбуждений, энергия которых меньше или порядка D (то есть ? 2kBTc, так как 2D /kBTc? 3.5 в модели БКШ). В обычных сверхпроводниках D на несколько порядков меньше энергии Ферми, поэтому требование совместного выполнения законов сохранения энергии и импульса при взаимодействии двух электронов приводит к тому, что спариваются электроны, находящиеся в очень узкой области импульсного пространства: полный импульс двух электронов в куперовской паре K? 0, так что фактически спариваются лишь электроны с импульсами k? -k? .

Совершенно другая картина открылась группе американских, австралийских и японских ученых при исследовании одночастичной спектральной плотности оптимально допированных монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8+d методом фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением. Оказалось, что при понижении температуры ниже Tc одночастичный спектр изменяется в очень широком интервале энергий, вплоть до 300мэВ (или 40kBTc) при некоторых значениях импульса. Это говорит о том, что в ВТСП, вероятно, в спаривании участвуют практически все электроны, а не только те из них, которые находятся в узкой "корочке" вблизи поверхности Ферми. Как следствие, не исключено, что величина Tc в ВТСП ограничивается не силой спаривающего взаимодействия электронов, а какими-то другими, пока нам неизвестными факторами. Полученные результаты ставят под сомнение применимость каких бы то ни было теорий среднего поля к ВТСП.

Кроме того, оказалось, что имеет место аномально большой (величиной Q? (0.45p ;0)) перенос спектрального веса от одного импульса к другому. По мнению авторов, этот эффект может быть связан с "полосками" (stripes), то есть с микроскопическими неоднородностями распределения заряда в ВТСП.

Z.-X.Shen et al., Science, 1998, 280, 259
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Закрыто

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»