Псевдощелевая фаза і квантова критична точка в купратних ВТНП

Поблизу “оптимального” (що відповідає максимуму критичної температури Tc) рівня допування нормальний стан купратних ВТНП настільки істотно відрізняється від звичайного металевого стану, що для нього навіть ввели спеціальний термін – “дивний метал” (або “поганий метал”). Прийнято вважати, що причина цієї дивності криється в сильних флуктуаціях, пов’язаних з квантової критичною точкою при T=0 і “дотягивающихся” до порівняно високих температур.

Наявність такої точки припускає існування класичного фазового переходу, температура якого звертається в нуль всередині “купола” на залежності Tc від концентрації дірок n. На фазовій діаграмі в координатах T-n цього переходу повинна відповідати лінія, що відокремлює фазу “дивного металу” від якоїсь іншої фази. Який? Одним з основних кандидатів тут вважається псевдощелевое стан, в якому на спектри квазічастинок з’являється так звана псевдощель. Але виникає питання: чи можна цей стан вважати особливою фазою або ж ми просто маємо справу з безперервною еволюцією електронної структури по мірі зміни T і n? В роботі [1] (США, Канада) на підставі даних резонансної ультразвукової спектроскопії зроблено висновок про існування саме псевдощелевой фази: при температурі T* переходу в цю фазу резонансні частоти демонструють чітко виражені неаналитические особливості, як і при надпровідному переході. Для недодопированного ВТНП YBa2Cu3O6.60 з Tc = 61.6 До величина T* склала 245 К, що співпадає з температурою виникнення магнітного порядку, що визначається в експериментах по розсіюванню нейтронів. У передопированном зразку YBa2Cu3O6.98 з Tc = 88 До величина T* дорівнює 68 К. Отримані результати узгоджуються з гіпотезою про наявність у купратах квантової критичної точки (рис. 1).

Рис. 1. Фазова діаграма YBa2Cu3O6+d в координатах температура – концентрація дірок. Межа псевдощелевой фази показана товстою сірою лінією, T* – температура відповідного фазового переходу. Сині квадрати – дані дифракції нейтронів, червоні кружки – результати роботи [1] для двох зразків (недодопированного і передопированного). Чорні кружки – температура надпровідного переходу Tc. Фіолетові ромби – температура TK виникнення зарядового порядку, що визначається за ефекту Керра. Аномалії резонансних частот ультразвуку в [1] спостерігалися при Tc і T*, але не при TK

На думку авторів, пов’язані з нею критичні флуктуації відповідальні і за незвичайні властивості “дивного металу”, і за власне механізм високотемпературної надпровідності. Що ж це за така фаза – псевдощелевая, і чим вона відрізняється від сусідньої з нею фази “дивного металу”? Відомий теоретик Jan Zaanen вважає (коментар [2] до статті [1]), що при T = T* у шарах CuO2 спонтанно формуються струмові петлі з різними напрямками циркуляції струму (рис. 2).

Рис. 2. Струми, циркулюючі в шарах CuO2, формують з
пецифический електронний порядок.

Не цілком, втім, зрозуміло, яке відношення ці струми мають до надпровідності, яка виникає при подальшому зниженні температури.

 

1. A. Shekhter et al., Nature 498, 75 (2013).

2. J. Zaanen, Nature 498, 41 (2013).

 

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *