Сайт переехал physreal.com

Разупорядочение приводит, как правило, к увеличению сопротивления R нормальных металлов, тогда как в сверхпроводнике R = 0 при T < T_c. Хотя теоретически было показано [1], что в присутствии беспорядка (по крайней мере, "не очень сильного") сверхпроводимость сохраняется, эксперименты с тонкими пленками свидетельствуют о переходе сверхпроводник-диэлектрик при разупорядочении [2]. Природа этого перехода до сих пор является предметом дискуссий, особую остроту и актуальность которым придает осознание того факта, что в ВТСП нанометровые неоднородности играют важную (возможно, даже ключевую) роль в механизме спаривания носителей заряда [3]. Принято считать [4], что сильный беспорядок приводит как к сильным флуктуациям параметра сверхпроводящего порядка Δ(r), так и к уменьшению его средней (по образцу) величины, следствием чего, в конечном счете, и является разрушение сверхпроводимости.

В работе [5] израильские физики из Ben Gurion University представили результаты численного моделирования двумерного разупорядоченного s-волнового сверхпроводника в магнитном поле B. Была использована "negative-U" модель Хаббарда (т.е. модель со взаимным притяжением -U двух электронов с противоположными направлениями спинов на одном узле решетки). Энергия t, соответствующая перескокам электронов между соседними узлами, принималась равной -U/2. Диагональный беспорядок вводился путем разброса узельных энергий в определенном диапазоне W. Тепловые (не квантовые!) флуктуации фазы D(r) учитывались за рамками приближения Боголюбова – де Жена. Было показано, что разупорядочение приводит к появлению "сверхпроводящих островков" с большой величиной |D(r)|, окруженных со всех сторон областями с малыми |D(r)|. Но если при слабом беспорядке (W=0.1t) и большой концентрации электронов (n=0.92 в расчете на один узел) обращение |D(r)| в нуль во всем "образце" и исчезновение фазовых корреляций на больших расстояниях происходит при одном и том же "критическом" значении B_c, то при сильном беспорядке (W=t) или маленькой концентрации электронов (n=0.42) корреляции между фазами D(r) в различных "островках" при увеличении B пропадают до того как |D(r)| в самих "островках" становится равен нулю. Таким образом, если в первом случае сверхпроводимость исчезает как в модели БКШ, то во втором (при переходе сверхпроводника в диэлектрическое состояние) сохраняются локальные области с D(r) ¹ 0. Этот результат согласуется со многими экспериментами и позволяет, в частности, объяснить недавно обнаруженный резкий пик магнитосопротивления в разупорядоченных сверхпроводящих пленках. Не исключено, что он имеет отношение и к "псевдощелевым явлениям" в недодопированных ВТСП. Авторы [5] считают, что микроскопическая модель высокотемпературной сверхпроводимости обязательно должна учитывать фазовые флуктуации.

1. P.W.Anderson, J. Phys. Chem. Solids 11, 26 (1959).

2. A.M.Goldman, N.Markovic, Phys. Today 51, 39 (1998).

3. S.H.Pan et al., Nature 413, 282 (2001).

4. M.Ma, P.A.Lee, Phys. Rev. B 32, 5658 (1985).

5. Y.Dubi et al., Nature 449, 876 (2007).