Сайт переехал physreal.com

Недавние данные сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) свидетельствуют о наличии корреляции между величиной сверхпроводящей щели и частотой колебаний атомов кислорода в ВТСП Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x с дырочным типом проводимости [2] (очко в пользу фононов). Так как и в дырочных, и в электронных ВТСП за сверхпроводимость ответственны одни и те же фрагменты их структуры – плоскости CuO₂, то логично предположить, что механизм спаривания носителей заряда соответствующего знака в них тоже одинаковый. Поэтому было бы интересно посмотреть, что дает СТМ для ВТСП n-типа.

Качественные образцы электронных ВТСП, пригодные для СТМ, долгое время изготовить не удавалось. И вот наконец появилась статья [3], в которой коллектив американских физиков из Boston College, University of Tennessee и Oak Ridge National Laboratory сообщил о воспроизводимом измерении СТМ-спектров в почти оптимально допированном ВТСП Pr_0.88LaCe_0.12CuO₄ с T_c = 24 К и электронной проводимостью. Локальные величины сверхпроводящей щели D при T = 5.5 К были определены в нескольких тысячах точек поверхности образца (о том, что эта щель именно сверхпроводящая, а не какая-либо еще, говорит исчезновение щелевых особенностей туннельных спектров при T=T_c). Средняя величина D составила 7.2 ± 1.2 мэВ (см. рис.), что соответствует 2D/k_BT_c » 7.5 и указывает на сильную связь носителей со "склеивающими" их бозонами.

 

Гистограммы распределения локальных величин D в различных участках образца с размерами 25.6 нм ´ 25.6 нм каждый.
Синяя кривая – суммарная гистограмма по всем областям.

Анализ локальной плотности квазичастичных состояний при E > D показал, что энергия коллективной бозонной моды в электронных возбуждениях составляет E₁ = (10.5 ± 2.5) мэВ. Что это за мода? Хотя авторы [3] не исключают возможности ее фононного происхождения, они отмечают, что величина E₁ подозрительно близка к энергии резонансной магнитной моды (11 мэВ), обнаруженной в Pr_0.88LaCe_0.12CuO₄ при исследовании неупругого рассеяния нейтронов [4]. Вот такой крутой поворот делает история ВТСП. Лет 10-15 назад, на пике увлечения нефононным механизмом высокотемпературной сверхпроводимости, даже самые убежденные его сторонники отстаивали свое мнение только на примере дырочных ВТСП и "не возражали" против фононного механизма в электронных ВТСП, где T_c гораздо ниже. А теперь выходит, что все может оказаться "с точностью до наоборот"…

1. W.L.McMillan, J.M.Rowell, Phys.Rev.Lett. 14, 108 (1965).

2. J.Lee et al., Nature 442, 546 (2006).

3. F.C.Niestemski et al., Nature 450, 1058 (2007).

4. S.D.Wilson et al., Nature 442, 59 (2006).