ВТСП под “колпаком”

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#61   morozov »

Высокотемпературная сверхпроводимость: туман рассеивается?

КОНФЕРЕНЦИИ
Одна из главных задач физики конденсированного состояния веще-ства заключается в выяснении микроскопической природы свойств материалов. В системах с сильными межчастичными взаимодейст-виями эта задача осложняется конкуренцией между различными типами коллективных неустойчивостей, в результате чего часто бывает трудно определить первопричину того или иного поведения системы. Так, например, на фазовой диаграмме купратных ВТСП (рис. 1А) псевдощелевая область находится в непосредственной близости к антиферромагнитной, зарядово упорядоченной и сверх-проводящей областям. Непонятно: то ли магнетизм индуцирует сверхпроводимость и псевдощель, то ли псевдощель способствует формированию зарядового порядка, подавляя тем самым магнетизм и сверхпроводимость.
ИзображениеИзображениеИзображение
А – Фазовая диаграмма купратных ВТСП. AFM – антиферромагнетизм, CO – зарядовое упорядочение, SC – сверхпроводимость. В – Пространст-венные осцилляции электронной плотности в зарядово упорядоченной фазе; С – квантовые состояния (в импульсном пространстве), ответст-венные за образование зарядового порядка и псевдощели.
В статьях [1, 2] (Канада, Германия, США, Япония) получена новая информация о взаимоотношении разных фаз в купратах. Комбини-руя поверхностные методики (сканирующая электронная микро-скопия, фотоэлектронная спектроскопия) с объемными (резонанс-ное упругое рассеяние рентгеновских лучей), авторы этих работ установили, что ниже некоторой характеристической температуры TCO в ВТСП Bi2201 и Bi2212 формируется динамический зарядо-вый порядок. Длина волны пространственных осцилляций заряда (рис. 1В) практически такая же, как в лантановых и иттриевых ВТСП, то есть динамическое упорядочение заряда – общая черта купратов. Величина TCO близка к температуре образования псевдо-щели T*, свидетельствуя о тесной взаимосвязи псевдощели и заря-дового порядка. Но что из них причина, а что – следствие?
Анализ квантовых состояний, задействованных в формировании зарядового порядка и псевдощели (рис. 1С), показал, что псевдощель первична – она способствует упорядочению заряда. Интересно, что при сверхпроводящем переходе зарядовый порядок ослабевает. Это отражает конкуренцию электрон-электронного и электрон-дырочного спаривания.
По материалам заметки “Lifting the fog of complexity”, D.K.Morr, Science 343, 382 (2014).
1. R.Comin et al., Science 343, 390 (2014).
2. E.H. da Silva Neto et al., Science 343, 393 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#62   morozov »

О влиянии псевдощели на критическую температуру купратных ВТСП

При температуре выше Tc в купратных ВТСП имеется так называемая псевдощель – сильное (но не до нуля) уменьшение плотности квазичастичных состояний в окрестности уровня Ферми. Природа псевдощели (как и механизм высокотемпературной сверхпроводимости) до сих пор остается предметом жарких дебатов. Одни ассоциируют ее с каким-либо несверхпроводящим порядком (зарядовым, спиновым, орбитальным), а другие считают признаком образования несконденсированных куперовских пар. В теоретической работе [1] показано, что если предположить отсутствие какой бы то ни было связи псевдощели со спариванием, то увеличение псевдощели приводит к резкому уменьшению Tc. Но это противоречит эксперименту, ведь большая псевдощель прекрасно уживается с высокой Tc (за исключением сильно недодопированных составов). Выходит так, что спаривающие взаимодействия играют существенную (или даже определяющую) роль в феномене псевдощели.

Л.Опенов

1. V.Mishra et al., Nature Phys. 10, 357 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#63   morozov »

Изменение топологии поверхности Ферми
и нарушение электронной симметрии в купратных ВТСП


В недодопированных купратных ВТСП наблюдаются нарушения симметрии электронных состояний: относительно поворота на 90о внутри элементарной ячейки (волновой вектор Q=0) и трансляционной (Q¹0). При увеличении концентрации дырок p состояния с нарушенной симметрией пропадают (см. рис.).

Изображение

Синяя линия – критическая температура купратов как функция концентрации дырок. Кружки и ромбы – температуры появления электронных состояний с нарушенной симметрией и волновым вектором Q=0 и Q¹0, соответственно.

Связь таких состояний с топологией поверхности Ферми изучена в работе [1] (США, Япония, Ю. Корея, Шотландия) с использованием Фурье-анализа данных сканирующей туннельной микроскопии купратов Bi2Sr2CaCu2O8+d с 0.06£p£0.23. Оказалось, что нарушение электронной симметрии происходит при той же критической величине pc=0.19, при которой разрозненные фермиевские дуги сливаются в замкнутый контур Ферми. Таким образом, реконструкция поверхности Ферми как-то связана с нарушением симметрии электронных состояний. Авторы полагают, что такие состояния имеют отношение к псевдощели. Заметим также, что именно при pc=0.19 в купратах существует квантовая критическая точка.

1. K.Fujita et al., Science 344, 612 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#64   morozov »

На пути к комнатнотемпературной сверхпроводимости

Несмотря на усилия большого числа исследовательских групп по всему миру, рекорд критической температуры купратных ВТСП (Tc = 134 К в HgBa2Ca2Cu3O8) не удается побить вот уже более 20 лет. Стандартный подход к поиску новых купратов заключается в переборе различных химических составов этих слоистых соединений. И выходит как в том анекдоте: ищут там, где светлее. Может быть, пришла пора изменить стратегию?


Изображение
Резонансный световой импульс возбуждает колебания
апикальных атомов кислорода, амплитуда которых
достигает нескольких процентов от периода решетки.


В работе [1] (Германия, США, Великобритания) получен очень интересный результат: при облучении недодопированного купрата YBa2Cu3O6.5 с Tc = 50 К интенсивными ИК-импульсами (что приводило к возбуждению колебаний апикальных атомов кислорода, см. рис.) на короткое время возникало состояние с аномально высокой проводимостью. В этом состоянии на спектре отражения оптического излучения присутствовала особенность, отвечающая джозефсоновскому плазменному резонансу – признаку сверхпроводимости. Эффект имел место при температуре как ниже Tc, так и выше – вплоть до комнатной. Что это было – динамическая стабилизация сверхпроводимости (вспомним маятник Капицы) или следствие подавления конкурирующих несверхпроводящих взаимодействий за счет возбуждения фононов? Нет ответа. В любом случае эффект существенно неравновесный.

По материалам заметки
“Dynamic stabilization?”,
N.P.Armitage, Nature Mater. 13, 665 (2014).

1. W.Hu et al., Nature Mater. 13, 705 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#65   morozov »

Электронная структура недодопированных купратных ВТСП в нормальном состоянии

Для понимания природы сверхпроводимости купратных ВТСП нужно сначала разобраться с особенностями их электронной структуры в нормальном состоянии. Считается, что в оптимально допированных и передопированных купратах имеется большая дырочная поверхность Ферми. А вот относительно недодопированной псевдощелевой фазы единого мнения нет. В работе [1] (Великобритания, США, Иордания, Канада) поверхность Ферми в нормальном состоянии недодопированного купрата YBa2Cu3O6.56 (» 0.1 дырки на атом меди) определена путем измерения квантовых осцилляций магнитосопротивления с разрешением по углам. Магнитное поле достигало 85 Тл, что достаточно для полного подавления сверхпроводимости. Показано, что поверхность Ферми образована небольшими электронными “карманами”, которые расположены вблизи узловых плоскостей орторомбической зоны Бриллюэна (где сверхпроводящая щель минимальна), то есть вблизи угловой точки T реконструированной объемно-центрированной орторомбической зоны Бриллюэна (рис. 1).


Изображение
Рис. 1. Карманы поверхности Ферми YBa2Cu3O6.56 в узловых плоскостях.
Синий контур – исходная примитивная орторомбическая зона Бриллюэна.
Красный контур – реконструированная объемно-центрированная ортором-бическая
зона Бриллюэна.
Изображение
Рис. 2. Поперечные сечения поверхности Ферми в реконструированной зоне Бриллюэна с угловой точкой T
при kz = 0 (сплошная линия) и kz = p/c (пунктирная линия).



При смещении вдоль kz на p/c карманы поворачиваются на 900 (рис. 2), формируя что-то типа шахматного порядка. Причиной появления таких карманов является, по-видимому, статическая или медленно флуктуирующая сверхрешетка зарядового происхождения. Спаривание квазичастиц на этих карманах и приводит к сверхпроводимости. Механизм спаривания остается загадкой.

Л.Опенов

1. S.E.Sebastian et al., Nature 511, 61 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#66   morozov »

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

M. J. Lawler, K. Fujita, Jhinhwan Lee, A. R. Schmidt, Y. Kohsaka, Chung Koo Kim, H. Eisaki, S. Uchida, J. C. Davis, J. P. Sethna & Eun-Ah Kim


Nature 466, 347–351 (15 July 2010) doi:10.1038/nature09169

Received 05 March 2010
Accepted 04 May 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 + δ 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.
Subject terms:

Materials science

Figure 1: CuO2 electronic structure and ω ≈ Δ1 pseudogap states.
CuO2 electronic structure and [ohgr][thinsp][ap][thinsp][Dgr]1 pseudogap states.
Изображение
a, Schematic of the spatial arrangements of CuO2 electronic structure with Cu sites and orbitals indicated in blue and O sites and 2pσ orbitals in yellow. EF, Fermi energy. The inset shows the approxi…

Figure 2: Imaging the spatial symmetries of the ω ≈ Δ1 pseudogap states.
Imaging the spatial symmetries of the [ohgr][thinsp][ap][thinsp][Dgr]1 pseudogap states.
Изображение
a, Spatial image (R-map5) of the Bi2Sr2CaCu2O8 + δ pseudogap states ω ≈ Δ1 at T ≈ 4.3 K for an underdoped sample with Tc = 35 K. The inset shows the Fourier transform upon which the inequivalent Bragg vectors Qx = (1, 0)2π/a0 and Qy =…

Figure 3: Nematic ordering and O-site specificity of ω ≈ Δ1 pseudogap states.
Nematic ordering and O-site specificity of [ohgr][thinsp][ap][thinsp][Dgr]1 pseudogap states.
Изображение
a, Topographic image T(r) of the Bi2Sr2CaCu2O8 + δ surface. The inset shows that the real part of its Fourier transform ReT(q) does not break C4 symmetry at its Bragg points because plots of T(q) show its values to be indistinguishable…

Figure 4: Rapid increase of correlation length of nematicity at ω ≈ Δ1.
Rapid increase of correlation length of nematicity at [ohgr][thinsp][ap][thinsp][Dgr]1.
Изображение
a, A large FOV T(r) image which preserves C4 symmetry. b, Correlation lengths for the nematic ordering (red solid diamonds), and f…
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#67   morozov »

Памяти В.Л. Гинзбурга Максимов Е.Г. (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва). Что известно и что неизвестно о ВТСП.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#68   morozov »

Неравновесная структура YBa2Cu3O6.5
подозревается в комнатнотемпературной сверхпроводимости

Терагерцовые оптические импульсы индуцируют в недодопированном купратном ВТСП YBa2Cu3O6.5 с Tc » 50 К неравновесное состояние, в котором даже при комнатной температуре наблюдается когерентный межслоевой транспорт, сильно напоминающий сверхпроводимость [1, 2]. Чтобы понять причину такого необычного эффекта, авторы статьи [3] (Германия, Франция, Швейцария, США, Великобритания) изучили структуру этого экзотического состояния с помощью фемптосекундной рентгеновской дифракции (см. рис.).

Изображение

Структура неравновесного состояния YBa2Cu3O6.5


Они обнаружили, что нелинейные возбуждения решетки приводят к уменьшению расстояния между парами слоев CuO2, увеличению расстояния между слоями CuO2 в каждой паре и изгибу связи O-Cu-O в каждом слое. Численные расчеты в рамках теории функционала плотности показали, что незначительные, на первый взгляд, изменения кристаллической структуры приводят к довольно сильному изменению структуры электронной. В частности, возрастает вклад 3d-орбиталей меди типа x2-y2 в плотность электронных состояний на уровне Ферми, что, по мнению авторов, и способствует сверхпроводимости.

Л.Опенов

1. S.Kaiser et al., Phys. Rev. B 89, 184516 (2014).

2. W.Hu et al., Nature Mater. 13, 705 (2014).

3. R.Mankowsky et al., Nature 516, 71 (2014).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#69   morozov »

Конкуренция псевдощели и сверхпроводимости в Bi2Sr2CaCu2O8+d

За последние годы широкое распространение получила точка зрения, что псевдощелевая фаза в купратных ВТСП характеризуется нарушением электронной симметрии, не связанной со сверхпроводимостью (возможно, зарядовой). В работе [1] на температурных зависимостях ARPES-спектров оптимально допированного ВТСП Bi2Sr2CaCu2O8+d с Tc = 98 К обнаружена сингулярность спектрального веса при T = Tc (рис. 1), которую авторы объяснили конкуренцией псевдощелевого и сверхпроводящего параметров порядка (рис. 2). По-видимому, сверхпроводящее упорядочение каким-то образом влияет на псевдощель.

Изображение

Рис. 1. Температурные зависимости спектрального веса для двух импульсов вблизи антиузлового направления зоны Бриллюэна.

Изображение

Рис. 2. Температурные зависимости псевдощелевого (PG) и сверхпроводящего (SC) параметров порядка (расчет).

1. M.Hashimoto et al., Nature Mater. 14, 37 (2015).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#70   morozov »

Сверхпроводимость однослойных пленок FeSe при температуре выше 100 К

После открытия в 2008 г. сверхпроводимости оксипниктида LaFeAsO на основе железа при Tc = 26 К огромные усилия были направлены на поиск новых безмедных ВТСП с еще более высокой Tc. Но максимум, чего удалось добиться при нормальном давлении – это Tc = 56 К в SmFeAsO, что ниже точки кипения жидкого азота и значительно уступает максимальной Tc купратов (135 К). Некоторого оптимизма добавило недавнее сообщение о наблюдении посредством СТМ/СТС большой сверхпроводящей щели D(T = 4.2 К) = 20.1 мэВ в однослойных пленках FeSe на подложках SrTiO3. Если предположить, что отношение 2D/kBTc в пленках FeSe такое же, как и в объемных образцах FeSe с Tc = 9.4 К, где оно составляет 5.5, то для пленок можно ожидать Tc = 86 К. Однако выполненные разными группами измерения температурной зависимости сопротивления R показали, что R = 0 (главный признак сверхпроводимости) наблюдается лишь при T < 30 K.

Изображение

Рис. 1. Схематическое изображение устройства для
четырехконтактных измерений транспортных характеристик пленок FeSe.

Изображение
Рис. 2. Температурная зависимость сопротивления
пленки FeSe.

Изображение

Рис. 3. Вольт-амперная характеристика пленки FeSe при T = 3 К.

В работе [1] (Китай, США) сообщается об in situ измерении R(T) монослоя FeSe на легированной ниобием подложке SrTiO3(001) стандартным четырехконтактным методом (рис. 1). Резкий сверхпроводящий переход зафиксирован при Tc ≈ 110 К (рис. 2). Определенный по вольт-амперной характеристике критический ток Ic (рис. 3) соответствует критической плотности тока jc ≈ 1.3∙107 А/см2 при T = 3 К. Увеличение магнитного поля приводит, как и полагается, к уменьшению Тc (рис. 4) и Ic (рис. 5), причем резистивный переход остается очень узким вплоть до Н = 10 Тл. Экстраполяция к Т = 0 дает критическое поле (112 ± 16) Тл (рис. 6).
Изображение
Рис. 4. Температурные зависимости сопротивления пленки FeSe в различных поперечных магнитных полях. Рис. 5. Зависимость критического тока пленки FeSe от индукции поперечного магнитного поля при T = 3 К. Рис. 6. Температурная зависимость поперечного критического поля пленки FeSe.

Авторы полагают, что причиной резкого роста Тc при переходе от кристаллов к ультратонким пленкам является усиление электрон-фононного взаимодействия на границе раздела пленка/подложка. Если это действительно так, то поиск новых ВТСП становится более осмысленным. И основные кандидаты здесь – искусственные тонкопленочные гетероструктуры.

Л.Опенов

1. J.-F.Ge et al., Nature Mater. 14, 285 (2015).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#71   morozov »

обзоры

Купраты: от квантовой материи к высокотемпературной сверхпроводимости

Открытие в 1986 г. высокотемпературной сверхпроводимости купратов по праву считается одним из основных научных событий 20-го века. Критическая температура Tc подскочила сразу в несколько раз, значительно превысив Tc “обычных” сверхпроводников (рис. 1).

Изображение
Рис. 1. Рост критической температуры сверхпроводящего перехода на рубеже веков. Красным, желтым, зеленым и фиолетовым цветами показаны, соответственно,
данные для купратов, сверхпроводников с фононным механизмом спаривания, тяжелофермионых соединений и пниктидов железа.

Изображение
Рис. 2. Купратные ВТСП имеют слоистую кристаллическую структуру, основным элементом которой являются плоскости CuO2.


По мере накопления экспериментального материала становилось ясно, что многие свойства купратных ВТСП не описываются в рамках стандартной квантовой теории твердых тел. Причина заключается в сильных (благодаря квазидвумерной структуре, рис. 2) электронных корреляциях, которые приводят к исключительно сложной фазовой диаграмме, включающей псевдощелевую фазу, фазу “странного металла” и пр. (рис. 3).


Изображение
Рис. 3. Фазовая диаграмма купратных ВТСП с дырочным допированием. AF – антиферромагнетизм, SDW – волна спиновой плотности, CDW – волна зарядовой плотности, d-SC – d-волновая сверхпроводимость. Стрелки указывают положение квантовых критических точек для сверхпроводящего и зарядового порядков.

TS, onset (штриховая зелёная линия), TC, onset и TSC, onset (штриховая красная линия общая для обеих температур) описывают соответственно температуры возникновения спиновых, зарядовых и сверхпроводящих флуктуаций, а T* отвечает размытому переходу в псевдощелевое состояние.


В обзоре [1] (Германия, США, Япония, Нидерланды) предпринята попытка систематизировать и обобщить, насколько это возможно, имеющуюся информацию. Основное внимание уделено обсуждению вопросов, связанных с ролью кулоновского отталкивания в механизме спаривания, псевдощелью, конкуренцией различных типов порядка (сверхпроводящего, зарядового, спинового, орбитального, нематического), загадочным режимом “плохого металла”, природой квантовых критических точек. Что касается теории сильнокоррелированных систем (не только ВТСП), то здесь пока разброд и шатания, но большие надежды возлагаются на использование математического аппарата теории струн.

1. B.Keimer et al., Nature 518, 179 (2015).

Большая просьба. Копирните мне статью, если есть возможность.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#72   morozov »

Страйповый зарядовый порядок в YBa2Cu3O6+y

После открытия страйпового (однонаправленного) зарядового порядка в лантановой системе ВТСП зарядовые неустойчивости наблюдали практически во всех сверхпроводящих купратах. Но конкретный тип упорядочения (1D страйповый или 2D шахматный) определить чаще всего не удавалось. В работе [1] (Канада, Германия) методом резонансного рассеяния рентгеновских лучей установлено, что в недодопированных ВТСП YBa2Cu3O6+y с y = 0.51 ÷ 0.75 зарядовый порядок при T < 150 К является страйповым. Но не дальним, а локальным: в слоях CuO2 имеются наноразмерные области с ориентацией страйпов как вдоль оси a, так и вдоль оси b (см. рис.).


Изображение Изображение
Схематическое изображение страйповых нанодоменов в Y-123 при T » Tc и T < Tc.



Характерный размер этих областей (корреляционная длина) не превышает 10 нм и уменьшается при сверхпроводящем переходе, что свидетельствует о конкуренции зарядового порядка со сверхпроводимостью.

Л.Опенов

1. R.Comin et al., Science 347, 1335 (2015).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#73   morozov »

О природе запаздывающего взаимодействия носителей заряда в купратных ВТСП

Фундаментальный вопрос физики высокотемпературной сверхпроводимости заключается в том, чтобы выяснить природу низкоэнергетических возбуждений, обмен которыми приводит к спариванию дырочных носителей заряда. Для ответа на него в работе [1] (Италия, Германия, Словения, Польша, Канада, Швейцария, Япония, США) использована оптическая спектроскопия, сочетающая предельно короткие световые импульсы (9 ¸ 13 фс) с широким спектральным диапазоном (0.75 ¸ 2.4 эВ). Показано, что в купратных ВТСП характерное время обмена энергией между фотовозбужденными дырками и бозонным резервуаром составляет около 20 фс – гораздо меньше, чем в БКШ-сверхпроводниках и обычных металлах (см. рис.).

Изображение

Иллюстрация различной динамики релаксации фотовозбужденных носителей в купратном ВТСП, обычном сверхпроводнике и несверхпроводящем металле.

Из этого авторы делают вывод, что причиной эффективного притяжения носителей в купратах является их обмен антиферромагнитными флуктуациями, а не фононами.

Л.Опенов

1. S. Dal Conte et al., Nature Phys. 11, 421 (2015).

Спаривание без сверхпроводимости

При добавлении в полупроводник SrTiO3 носителей заряда (например, путем допирования) до концентрации » 1017 см-3 он становится сверхпроводником с критической температурой Tc » 300 мК, верхним критическим полем Hc2 » 0.2 Тл и фазовой диаграммой, похожей на таковую в купратных ВТСП. Природа спаривания электронов в SrTiO3 пока остается невыясненной. В работе [1] представлены результаты исследования транспортных характеристик сверхпроводниковых туннельных контактов на границе раздела SrTiO3/LaAlO3. При T > Tc и H > Hc2 обнаружены двухэлектронные резонансы туннельной проводимости, что указывает на присутствие в образце локальных электронных пар. Эти пары существуют вплоть до T » 900 мК и H » 4 Тл. При Т = Tс они образуют бозе-конденсат. Экспериментальные данные описаны в рамках модели Хаббарда с притяжением на узлах. Физический механизм этого притяжения неясен.

1. G.Cheng et al., Nature 521, 196 (2015).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#74   morozov »

Примесные связанные состояния внутри сверхпроводящей щели в безмедном ВТСП Fe(Te,Se)

Сверхпроводимость возникает вследствие макроскопической квантовой конденсации куперовских пар. Симметрия волновой функции таких пар определяется микроскопическим механизмом спаривания. Полезную информацию об этой симметрии может дать исследование квазичастичных связанных состояний, возникающих внутри сверхпроводящей щели при разрыве куперовских пар примесями. В работе [1] (Китай, США) методом сканирующей электронной микроскопии/спектроскопии изучены локальные ВАХ кристаллов безмедного ВТСП Fe1+x(Te,Se) с Tc = 12 ¸ 14 К в окрестности межузельных примесных атомов Fe (x = 0.001 ¸ 0.005). Обнаружено, что рассеяние на примесях индуцирует узкий спектральный пик при нулевой энергии (то есть в самом центре сверхпроводящей щели). Этот пик сохраняется при увеличении магнитного поля до 8 Тл. Авторы считают, что их результаты не согласуются ни с s-волновой, ни с d-волновой симметрией куперовских пар и высказывают предположение о топологической природе сверхпроводимости этого ВТСП.

1. J.-X.Yin et al., Nature Phys. 11, 543 (2015).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34551
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ВТСП под “колпаком”

Номер сообщения:#75   morozov »

Сверхпроводимость многослойных пленок FeSe

Недавнее открытие сверхпроводимости монослоя безмедного ВТСП FeSe при Tc » 65 К стало довольно неожиданным, поскольку в объемных образцах FeSe величина Tc не превышает 10 К. Причина столь высокой Tc монослоя заключается в резком увеличении концентрации электронов ne из-за наличия кислородных вакансий на поверхности подложки SrTiO3. В работе [1] для изменения ne предложен другой подход – осаждение атомов калия на поверхность многослойных пленок FeSe. Оказалось, что зависимость Tc от ne имеет куполообразный вид (рис. 1), как и во многих других системах ВТСП. При этом у допированных калием многослойных пленок топология поверхности Ферми такая же, как у монослоя (рис. 2).
Изображение
Рис. 1. Фазовая диаграмма FeSe в координатах температура – концентрация электронов.
Красным и синим цветами показаны области сверхпроводящего и антиферромагнитного порядка, соответственно.


Изображение
Рис. 2. Схематическое изображение поверхности Ферми FeSe в:
a – объемном образце и трехслойной пленке;
b – монослое; c – трехслойной пленке с осажденными на нее атомами калия.
Синим цветом изображены слои FeSe, оранжевым – подложка SrTiO3, желтым – атомы K.
Как отмечено в работе [2], всю совокупность экспериментальных данных трудно объяснить в рамках и фононного, и спин-флуктуационного механизмов спаривания. А что же тогда? Загадка…

Л.Опенов

1. Y.Miyata et al., Nature Mater. 14, 775 (2015).

2. I.I.Mazin, Nature Mater. 14, 755 (2015).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Закрыто

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»