Выпуски бюллетеня

ТомНомер
13 1
12 1 2 3 4 5 6
11 1 2 3 4 5 6
10 1 2 3 4 5
9 1 2 3 4 5
8 1 2 3 4 5
7 1
6 1 2 3 4
5 1 2 3 4 5 6
4 1 2 3 4 5 6
3 1 2 3 4 5 6
2 1 2 3 4 5
1 1 2
0 0

Тематический указатель

Этюды оптимизма: визуализация локального формирования спаренных электронов в ВТСП материале при Т>Тс

2007, Tом 4, выпуск 4
Тематика: Фундаментальные исследования

Хорошо известно, что в традиционных низкотемпературных сверхпроводниках сверхпроводящее состояние (состояние с нулевым сопротивлением) существует только ниже критической температуры Тс. Однако недавние исследования высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) [1 – 3] показали, что в них сверхпроводящее состояние возникает в изолированных крошечных областях при температурах, существенно превышающих Тс. Сотрудники физической лаборатории Принстонского университета с помощью специально модернизированного, сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) обнаружили и визуализировали локальные, атомарного масштаба, сверхпроводящие области у медь-оксидной керамики Bi2Sr2CaCu2O8+δ в широком диапазоне температур (рис. 1).

Сверхпроводимость сохранялась внутри таких областей даже, когда образцы нагревались выше Тс и, хотя весь образец слишком «горяч», чтобы быть сверхпроводящим во всем объеме, эти области содержали спаренные электроны (куперовские пары). Описываемые области очень малы (всего несколько нанометров шириной) и могут существовать при температурах даже на 50 градусов (!) выше Тс. Они имеют специфическую атомную структуру, способствующую формированию электронных пар при очень высоких температурах.

Как видно на изображениях, полученных с помощью СТМ на керамике Bi2Sr2CaCu2O8+δ (рис. 1) по мере понижения температуры узор, состоящий из красных лоскутков с куперовскими парами, постепенно охватывает сканируемую область, и при Т = Тс почти вся область переходит в сверхпроводящее состояние.

Рис. 1. Сверхпроводящие области в Bi2Sr2CaCu2O8+δ при различных температурах относительно Tc, наблюдаемые с помощью сканирующего туннельного микроскопа.

Более двух десятилетий тысячи ученых по всему миру пытались объяснить свойства медно-оксидной керамики, переходящей в сверхпроводящее состояние при температурах, существенно более высоких (Тс ~ –170°С), чем традиционные сверхпроводящие материалы (Тс ~ -250°С). Тем не менее, и эти температуры все еще являются весьма «холодными» по человеческим стандартам.

Сверхпроводящие области, обнаруженные Принстонской группой, являются предвестниками макроскопической сверхпроводимости и, безусловно, важны для тех, кто занимается изучением и улучшением свойств сверхпроводников. Эти результаты, возможно, помогут найти способ управления температурой объединения электронов в пары, и также определить предел способности куперовских пар обеспечивать сверхпроводимость. В дальнейшем, понимание деталей происходящего в локальных сверхпроводящих областях, возможно, позволит создать материал, который будет иметь лучшие свойства во всем объеме. Безусловно, такое развитие событий могло бы существенно повлиять на сверхпроводниковые технологии энергетических отраслей промышленности.

А.А. Никонов

  1. Kenjiro K. Gomes et al., Nature, 447, 569 (2007).
  2. http://www.superconductorweek.com/pr/0507rmd/prince1.htm.
  3. http://wwwphy.princeton.edu/~yazdaniweb/Home.html
Главная | Новости | Бюллетень | Конференции | Поиск публикаций в базе данных | Новое в базе данных
Российские организации | Энциклопедия | Цели сайта | Контакты | Полезные ссылки | Карта сайта | Помощь

© Copyright 2006-2012. Использование материалов сайта возможно только с обязательной ссылкой на сайт.
Свои замечания и пожелания вы можете направлять по адресу perst@isssph.kiae.ru
Техническая поддержка Alexey, дизайн Teodor.