Сайт переехал physreal.com
|
 |
|
| Контакты | Главная | Стартовая | Избранное | Поиск |
2007-07-22 13:31:46, обсуждение: 0
Если при повышении температуры ферромагнетика до точки Кюри исчезает лишь порядок в ориентации магнитных моментов, но не сами моменты, то в НТСП как порядок в волновых функциях электронных пар (фазовая когерентность), так и сами пары исчезают при одной и той же критической температуре Tc. Количественной мерой прочности связи электронов в парах является сверхпроводящая щель D в плотности электронных состояний, которая максимальна при T=0 и обращается в нуль при T=Tc. Многие эксперименты [1] свидетельствуют о том, что высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) занимают промежуточное положение между этими двумя предельными случаями и что в них пары существуют также в некотором температурном диапазоне выше Tc, то есть выше температуры, при которой нарушается фазовая когерентность (исчезает дальний недиагональный порядок) и появляется конечное электросопротивление. В ВТСП "частичная щель" в плотности состояний сохраняется при Tc < T < T*, причем в этом интервале температур ее называют "псевдощелью". Фундаментальный вопрос, на который пока нет однозначного ответа, заключается в том, имеет ли псевдощель отношение к спариванию электронов (но без фазовой когерентности) или же она связана с каким-то другим типом электронного порядка, конкурирующим со сверхпроводимостью. В теоретических моделях недостатка нет, а вот однозначной интерпретации экспериментов препятствует то, что большинство из них дают информацию об усредненных по образцу (или по его части) характеристиках и поэтому не позволяют "разглядеть" сохранившиеся при T>Tc пары (если они действительно есть в ВТСП) на атомном масштабе.
Японским (Central Research Institute of Electric Power Industry) и американским (Princeton University) физикам удалось [2] просканировать поверхности скола монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8+δ в сверхвысоком вакууме иглой СТМ и найти (по особенностям на дифференциальных ВАХ) температурные зависимости щели в разных участках образца, всякий раз фиксируя иглу с точностью не хуже 0.1 Å (меньше амплитуды тепловых колебаний атомов), что обеспечило строго локальный характер измерений. Были исследованы монокристаллы с различным содержанием кислорода, соответствующим концентрации дырок x = 0.12 ¸ 0.22 (в расчете на атом меди), то есть охватывающим все диапазоны составов: недодопированные, оптимально допированные и передопированные. Авторы установили, что при фиксированных x и T локальные величины Δ различны в разных точках поверхности скола. Поскольку в ВТСП параметр сверхпроводящего порядка имеет d-волновую симметрию, здесь и ниже речь идет о максимальной величине анизотропной щели. Неоднородность Δ на нанометровом масштабе наблюдалась в ВТСП при T<Tc и раньше [3]. Принципиально новым результатом работы [2] стало непосредственное определение локальных зависимостей Δ от T. Оказалось, что при концентрации дырок x = 0.16 ¸ 0.22 (то есть в оптимально допированных и передопированных образцах) щель исчезает при температуре Tp > Tc, (см. рис.). Хотя величина Δ(0) может существенно меняться от точки к точке (от ~ 15 до ~ 50 мэВ), для Tp справедливо универсальное соотношение 2Δ(0)/kBTp = 7.9 ± 0.5. При этом чем больше x, тем ближе оказывается Tp к Tc. В недодопированных образцах с x £ 0.14 в плотности состояний имеются два типа особенностей при различных энергиях, что говорит о наличии двух типов щелей. Одна из них (та, которая меньше) имеет, возможно, сверхпроводящую природу, а другая (по мнению авторов [2]) – точно нет. Таким образом, псевдощель в оптимально допированных и передопированных ВТСП ("мягкая псевдощель") и псевдощель в недодопированных ВТСП ("жесткая псевдощель") – это две большие разницы. Результаты работы [2] указывают, помимо прочего, на то, что, по крайней мере, часть необычных свойств нормального состояния ВТСП обусловлена "выживанием" локальных электронных пар при T>Tc. 1. T.Timusk, B.Statt, Rep.Prog.Phys. 62, 61 (1999). 2. K.K.Gomes et al., Nature 447, 569 (2007) 3. K.McElroy et al., Science 309, 1048 (2005).
Л.Опенов
• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
|
Схематическая фазовая диаграмма