Сверхпроводники
имость конкретной физической величины (электрической проводимости,
удельной теплоемкости, туннельного тока и т.д.) определяется конкретной
зависимостью соответствующего матричного элемента от импульса, а эти
матричные элементы для разных физических величин могут существенно
различаться.
В электронном Банке препринтов уже появились первые теоретические работы [5-
7], посвященные объяснению данных работы [3] и формулировке соответствующих
моделей.
Аналогичные результаты были получены и для другого "underdoped" образца с
Tc=77К. А вот в "overdoped" монокристаллах с Tc=82 и 87К, у которых
концентрация носителей выше оптимальной, псевдощели при T>Tc обнаружено не
было. По-видимому, между псевдощелью и сверхпроводящей щелью в ВТСП имеется
какая-то связь, которая может оказаться весьма нетривиальной, как
нетривиальна и необычная (зависящая от температуры) анизотропия псевдощели.
Не исключено, что в нормальном состоянии ВТСП присутствуют виртуальные
электронные пары, время жизни которых t связано с неопределенностью их
энергии связи D e соотношением t D e ~h [4]. Когда величина D e становится
сравнима со сверхпроводящей щелью в определенной точке поверхности Ферми,
то в этой точке "открывается" псевдощель.
Как бы то ни было, приведенные в [3] результаты позволяют примирить большое
количество имеющихся в литературе противоречивых данных, полученных при
исследовании псевдощели различными методами. Действительно, поскольку
псевдощель сильно анизотропна в импульсном пространстве, то температурная
зависимость конкретной физической величины (электрической проводимости,
удельной теплоемкости, туннельного тока и т.д.) определяется конкретной
зависимостью соответствующего матричного элемента от импульса, а эти
матричные элементы для разных физических величин могут существенно
различаться.
В электронном Банке препринтов уже появились первые теоретические работы [5-
7], посвященные объяснению данных работы [3] и формулировке соответствующих
моделей.
C.G.Olson et al., Science 1989, 245, p.731
J.C.Campuzano et al., Phys. Rev. Lett. 1990, 64, p.2308
M.R.Norman et al., Nature 1998, 392, p.157
P.Coleman, Nature 1998, 392, p.134
G.Preosti et al.,
http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9808298
J.Kishine and K.Yonemitsu,…/cond-mat/9808303
V.J.Emery and S.A.Kivelson,…/cond-mat/9809083
Аномалии спектра одночастичных возбуждений в Bi2Sr2CaCu2O8+d
Согласно стандартной теории сверхпроводимости БКШ, величина критической
температуры Tc определяется величиной сверхпроводящей щели D , которая, в
свою очередь, обусловлена характерной энергией фононов (или каких-то других
"спаривающих бозонов"). Переход в сверхпроводящее состояние приводит к
модификации только тех одночастичных возбуждений, энергия которых меньше
или порядка D (то есть » 2kBTc, так как 2D /kBTc» 3.5 в модели БКШ). В
обычных сверхпроводниках D на несколько порядков меньше энергии Ферми,
поэтому требование совместного выполнения законов сохранения энергии и
импульса при взаимодействии двух электронов приводит к тому, что
спариваются электроны, находящиеся в очень узкой области импульсного
пространства: полный импульс двух электронов в куперовской паре K» 0, так
что фактически спариваются лишь электроны с импульсами k» -k? .
Совершенно другая картина открылась группе американских, австралийских и
японских ученых при исследовании одночастичной спектральной плотности
оптимально допированных монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8+d методом
фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением. Оказалось, что при
понижении температуры ниже Tc одночастичный спектр изменяется в очень
широком интервале энергий, вплоть до 300мэВ (или 40kBTc) при некоторых
значениях импульса. Это говорит о том, что в ВТСП, вероятно, в спаривании
участвуют практически все электроны, а не только те из них, которые
находятся в узкой "корочке" вблизи поверхности Ферми. Как следствие, не
исключено, что величина Tc в ВТСП ограничивается не силой спаривающего
взаимодействия электронов, а какими-то другими, пока нам неизвестными
факторами. Полученные результаты ставят под сомнение применимость каких бы
то ни было теорий среднего поля к ВТСП.
Кроме того, оказалось, что имеет место аномально большой (величиной Q»
(0.45p ;0)) перенос спектрального веса от одного импульса к другому. По
мнению авторов, этот эффект может быть связан с "полосками" (stripes), то
есть с микроскопическими неоднородностями распределения заряда в ВТСП.
Z.-X.Shen et al., Science, 1998, 280, 259
Примеси в слоях CuO2 и между ними
Исследование влияния различных типов примесей на свойства ВТСП YBa2Cu4O8
выполнено в работе новозеландских ученых из New Zealand Institute for
Industrial Research [1]. Они показали, что частичное замещение Y на Ca и Ba
на La практически не влияет на Tc, тогда как замещение Cu на Zn или Ni
приводит к быстрой деградации сверхпроводимости. Полученные результаты
полностью согласуются с двумерной картиной, согласно которой
высокотемпературная сверхпроводимость обусловлена спариванием в слоях CuO2.
Если целостность последних нарушается (как при замещении атомов меди), то
Tc падает. Если же атомный беспорядок возникает за пределами этих слоев
(как при замещении атомов иттрия и бария), то Tc не меняется. Полученные
результаты говорят еще и о слабой роли взаимодействия между слоями CuO2 для
сверхпроводимости ВТСП.
И тем не менее, это межслоевое взаимодействие все же надо учитывать.
Эксперименты по замещению Bi ® Bi0.6Pb0.4 (атомы свинца располагаются вне
слоев CuO2) в монокристаллах ВТСП Bi2Sr2CaCu2O8, проведенные в University
of Kentucky, США [2], свидетельствуют, что Tc при таком замещении
уменьшается весьма прилично - на ~20К (хотя сверхпроводящая щель остается
неизменной!). Значит, межплоскостное взаимодействие, которое нарушают атомы
свинца при таком замещении, все же оказывает определенное влияние на
высокотемпературную сверхпроводимость.
G.V.M.Williams and J.L.Tallon,
Phys. Rev. B 1998, 57, 10984
J.Kane, Physica C 1998, 294, 176
ВТСП провода прошли первый километр
В отделении Cables and Component фирмы Alcatel изготовлены ВТСП проводники
прямоугольного сечения (конструкция запатентована фирмой) на основе Bi-2212
и Bi-2223 длиной 1000м и 400м соответственно. Проводники изготовлены на
заводе фирмы (Jeumont, Франция) по технологии "порошок-в трубе". Alcatel,
работающая совместно с немецкой фирмой Hoechst AG, использовала прекурсоры
собственного
| |  скачать работу |
Сверхпроводники | 
