|
|
Контакты | Главная | Стартовая | Избранное | Поиск |
2011-09-06 07:48:18, обсуждение: 0
Утверждение о том, что ферромагнетизм и сверхпроводимость относятся к конкурирующим типам упорядочения, многократно проверялось на опыте. Найти основание их несовместимости легко: важнейшей деталью механизма сверхпроводимости считается, как известно, образование связанных куперовских пар, спины частиц в которых противоположны, а обменное взаимодействие, приводящее к ферромагнетизму, стремится выстроить электронные спины совершенно другим образом — параллельно. Проявлением антагонизма можно назвать и то, что сверхпроводник выталкивает магнитное поле, тогда как ферромагнетик концентрирует силовые линии поля в своём объёме. Тем не менее учёным известно несколько примеров сосуществования магнетизма и сверхпроводимости. Достоверно установлено, что эту редкую комбинацию свойств демонстрируют некоторые трёхмерные сверхпроводящие системы вроде RuSr2GdCu2O8 и системы с тяжёлыми фермионами наподобие UGe2. Вопрос о том, могут ли сосуществовать два упомянутых типа упорядочения в двумерной электронной системе, оставался открытым. Контакт двух диэлектриков — алюмината лантана LaAlO3 и титана стронция SrTiO3 — как нельзя лучше подходит для исследования такой возможности: на границе раздела этих материалов образуется проводящая двумерная электронная жидкость, сверхпроводящее состояние для которой было найдено экспериментально, а магнитное упорядочение — предсказано теоретически. Образцы для своих экспериментов авторы создавали методом импульсного лазерного осаждения, разместив на подложке из SrTiO3 слой LaAlO3 толщиной в пять элементарных ячеек. Магнитный момент m образцов определялся по величине вращательного момента, равного m × В, где В — вектор индукции внешнего магнитного поля. При индукции в 10 Тл опытная схема позволяла зарегистрировать изменения m, эквивалентные 10–13–10–12 А•м2. Как и ожидалось, контакты SrTiO3 и LaAlO3 переходили в сверхпроводящее состояние при температуре в ~120 мК. Ненулевой магнитный момент регистрировался вплоть до 200 К и, что более важно, сохранялся при температуре, значительно уступающей 120 мК. Другими словами, в некотором температурном диапазоне магнитное упорядочение и двумерная сверхпроводимость уживались друг с другом. Стоит заметить, что эти результаты были подтверждены в опытах, выполненных научной группой из Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) и Токийского университета (Япония). Здесь в измерениях задействовали СКВИД-магнитометр, который также показал, что ферромагнетизм и сверхпроводимость существуют совместно на границе раздела SrTiO3 и LaAlO3. Полные версии отчётов американо-германской и американо-японской групп опубликованы в журнале Nature Physics. Препринт одной статьи выложен на сайт arXiv, а текст другой можно скачать отсюда. Подготовлено по материалам Национальной ускорительной лаборатории SLAC.
• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
|