Strontium Rutenate könnte sich als Supraleiter der 1,5. Art erweisen. • Yuri Erin • Science News zu "Elementen" • Physik

Strontium Rutenate kann ein Supraleiter der 1,5. Art sein

Abb. 1. Die Struktur des Wirbels im Abschnitt (Wirbelstruktur). Es ist ein normaler Kern mit einer Größe von ungefähr zwei Kohärenzlängen, um den sich nicht-dämpfende supraleitende Ströme mit einer Dichte von ungefähr 2 ° drehenJs, die den Bereich in der Größenordnung der Londoner Eindringtiefe λ abdeckt. Die Abbildung zeigt auch, wie schnell sich die Anzahl der supraleitenden Elektronen (Anzahl der Superelektronen) verändert, wenn man sich dem Wirbelkern nähert (unteres gestreiftes Diagramm) und wie die magnetische Feldstärke zunimmtH während du dich in die Mitte des Wirbels bewegst (oberste Tabelle). Es wird gezeigt, dass die charakteristische Eindringtiefe des Magnetfeldes 1 ist. Bild von www.msm.cam.ac.uk

In Abhängigkeit von der Reaktion auf die Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes werden supraleitende Substanzen in Supraleiter der 1. und 2. Art unterteilt. Im Jahr 2004 wurde vorgeschlagen, dass Magnesiumdiborid MgB2 kann sich in einem speziellen Magnetfeld verhalten, weshalb es den Namen eines 1,5. Supraleiters erhalten hat. Eine experimentelle Bestätigung der Existenz einer solchen Supraleitfähigkeit wurde jedoch nicht erhalten, und Magnesiumdiborid ist bisher der einzige Kandidat für Supraleiter vom 1.5-Typ.Ein Team von Wissenschaftlern aus den Vereinigten Staaten und Schweden hat theoretisch gezeigt, dass im Strontium-Ruthenat-Sr eine halbe Art von Supraleitung auftreten kann2RuO4.

Da sich das Wissen von Wissenschaftlern über das Phänomen der Supraleitung angesammelt und weiterentwickelt hat, wurden neue Wege zur Klassifizierung von Substanzen mit diesem Effekt vorgeschlagen. Eines der ersten Systeme, nach dem alle supraleitenden Materialien getrennt wurden, berücksichtigte den Mechanismus der Reaktion eines Supraleiters auf ein äußeres Magnetfeld. Tatsache ist, dass der supraleitende Zustand zerstört werden kann, nicht nur die Erwärmung des Materials über die kritische Temperatur hinaus Tcaber platzieren Sie es in einem Magnetfeld mit Induktion über dem kritischen Wert Bc (Vorher ist ein Supraleiter ein idealer diamagnetischer, siehe Meissner-Effekt, dh er lässt absolut kein Magnetfeld ein).

Wie jedoch theoretische Untersuchungen von Alexei Abrikosov im Jahre 1957 zeigen und von einer Gruppe deutscher Forscher in Experimenten von 1967 bestätigt wurden, verläuft seine Zerstörung mit einem bestimmten Verhältnis von Parametern, die den supraleitenden Zustand charakterisieren, komplizierter.Diese definierenden Parameter sind die Kohärenzlänge ξ und die London-Eindringtiefe des Magnetfeldes λ.

Um zu verstehen, was Kohärenzlänge ist, betrachten Sie das Phänomen der Supraleitung auf der mikroskopischen Ebene. Nach der allgemein akzeptierten Theorie des BCS ist die Entstehung von Supraleitung auf die Vereinigung von Leitungselektronen zu sogenannten Cooper-Paaren zurückzuführen. Im Allgemeinen sind Elektronen gleich geladene Teilchen und müssen daher abstoßen, aber bei Temperaturen unterhalb der kritischen beginnen diese Teilchen, Quanten der Schwingungsbewegung der Ionen des Kristallgitters einer Substanz – Phononen – auszutauschen. Diese als Elektron-Phonon bezeichnete Wechselwirkung hat den Charakter der Anziehung und gleicht die vorhandene elektrostatische Abstoßung mehr als aus. Durch paarweise Kopplung können sich Leitungselektronen beim Anlegen eines elektrischen Feldes (Strom ist eingeschaltet) synchron verhalten und sich somit ohne Energieverlust durch das Kristallgitter der Substanz bewegen. So entsteht eines der Zeichen der Supraleitung – Null-Widerstand oder äquivalent unendliche Leitfähigkeit.

Wir kehren nun zur Definition der Kohärenzlänge zurück.Dieser etwas vereinfachende Wert kann als eine besondere Größe des Cooper-Paares interpretiert werden. Für verschiedene Supraleiter nimmt dieser Wert verschiedene Werte an – von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern bei absolutem Nullpunkt. Mit steigender Temperatur nimmt die Kohärenzlänge für einen gegebenen Supraleiter monoton zu und nimmt einen unendlich großen Wert an Tc.

Wie oben erwähnt, ist zusätzlich zum Nullwiderstand ein weiteres Merkmal der Supraleitfähigkeit ein idealer Diamagnetismus. Es stellt sich heraus, dass diese absolute "Zurückweisung" des Magnetfeldes aufgrund seiner Abschirmung durch ungedämpfte Ströme, die auf der Oberfläche des Supraleiters zirkulieren, erreicht wird. Die Dicke der Schicht, in die diese Kreisströme in den Supraleiter eindringen, ist die Eindringtiefe des Magnetfeldes λ in London. Wie bei der Kohärenzlänge ist diese Eigenschaft für jede supraleitende Substanz einzigartig und variiert von einigen zehn Nanometern bis zu Werten in der Größenordnung von einem Mikrometer bei einer absoluten Null-Temperatur.

Jetzt können wir zum Kriterium der Teilung von Supraleitern zurückkehren.Abrikosov berechnete, dass, wenn ein Supraleiter ein Verhältnis der Eindringtiefe eines Magnetfeldes zu einer Kohärenzlänge von weniger als 1 / √2 aufweist, die Zerstörung der Supraleitung unter der Einwirkung eines externen Magnetfeldes fast unmittelbar nach Überschreiten der Feldinduktion auftritt Bc. Ein Supraleiter mit solchen Eigenschaften wird als Supraleiter vom Typ 1 bezeichnet.

Abb. 2 Das erste Bild des Wirbelgitters. Schwarze Bereiche entsprechen den Wirbeln. Bild aus dem Artikel U. Essmann, H. Taulle, Physikbriefe 24A, 526 (1967)

Wenn das Verhältnis λ / ξ eines Supraleiters größer als 1 / √2 ist, wird der Vorgang der Zerstörung der Supraleitung komplexer. Während die Magnetfeldinduktion den unteren kritischen Wert nicht überschreitet Bc1, die supraleitende Probe erlaubt keine Kraftlinien (idealer Diamagnetismus). Ein stärkeres Feld dringt jedoch in Form von sogenannten Abrikosov-Wirbeln oder einfachen Wirbeln in das Material ein (Abb. 1). Jeder Wirbel ist ein normaler (nicht-supraleitender) zylindrischer Kern, der entlang der Richtung der magnetischen Feldlinien verlängert ist und von zirkulierenden ungedämpften supraleitenden Strömen umgeben ist.Beim Eindringen in einen Supraleiter stoßen sie sich ab (je näher, desto stärker) und bilden auf ihrer Oberfläche eine stabile Struktur – ein dreieckiges Wirbelgitter (Abb. 2).

Bei einer festen Temperatur und einem nachfolgenden Anstieg des Magnetfeldes wird die Anzahl dieser Wirbel größer, was zu einer Verringerung des Abstandes zwischen ihnen führt. Wenn die magnetische Induktion den Wert erreicht Bc2Die Oberflächendichte der Wirbel wird so groß, dass ihre normalen Kerne einander überlappen und schließlich die Supraleitung in der Probe zerstören. Material mit einer solchen Reaktion auf ein Magnetfeld wird als Supraleiter vom Typ 2 bezeichnet.

Beachten Sie, dass manchmal das Verhalten eines Supraleiters vom Typ 1 in einem Magnetfeld höher ist Bc auch mittels Wirbelstrukturen beschrieben. Es wird bedingt angenommen, dass wenn das Feld den kritischen Wert überschreitet Bcdie einen Supraleiter vom Typ 1 durchdringen, ziehen sich die Wirbel an (je näher, desto stärker) und bilden normale Bereiche, die die Oberfläche des supraleitenden Materials vollständig bedecken.

Also, lassen Sie uns das Zwischenergebnis zusammenfassen: in Typ-I-Supraleitern in einem Magnetfeld über dem kritischen Wert Bc Materialwirbel sind angezogen untereinander, je näher sie sich befinden, desto stärker ist diese Interaktion. Aufgrund dieser Anziehung geht ein solcher Supraleiter fast sofort in einen normalen Zustand über. In Typ-2-Supraleitern tritt eine Magnetfelddurchdringung in Form von Wirbeln auf, wenn die Induktion die Schwelle des unteren kritischen Feldes überschreitet. Bc1. Danke Abstoßung zwischen den Wirbeln, die stärker werden, bildet sich, je näher diese Formationen zueinander liegen, ein dreieckiges Wirbelgitter auf der Oberfläche des Supraleiters. Da die Induktion eines externen Feldes bei einer festen Temperatur zunimmt, nimmt die Anzahl der eindringenden Wirbel zu. Wenn die Induktion den Schwellenwert des oberen kritischen Feldes überschreitet Bc2Die Wirbelwinde werden so zahlreich, dass sich ihre normalen Kerne überlappen, wodurch das Material in einen normalen Zustand versetzt wird.

1,5-st-Supraleitung

Im Jahr 2001 entdeckte ein Team japanischer Wissenschaftler die Supraleitung in Magnesiumdiborid MgB2. Diese Entdeckung zog große Aufmerksamkeit von Fachleuten auf sich, die an der Erforschung der Physik der kondensierten Materie beteiligt waren. Die Gründe für das erhöhte Interesse am supraleitenden Zustand dieser Substanz liegen nicht nur in ihrer einfachen chemischen Formel undnicht nur, dass seine kritische Temperatur eher hoch ist und 39 K beträgt (viele Supraleiter mit hohen Tc sind sehr komplexe chemische Verbindungen), sondern auch in den Besonderheiten der Struktur der Supraleitung in ihm. Zahlreiche Experimente von unabhängigen Gruppen von Wissenschaftlern haben gezeigt, dass die Supraleitung in dieser Substanz und ihre hohe kritische Temperatur auf das Vorhandensein von zwei "Graden" von Cooper-Paaren zurückzuführen sind, deren Wechselwirkung eine signifikante Erhöhung der kritischen Temperatur bewirkt. Solche Supraleiter werden in der Literatur genannt Zwei-Zonen.

Das Vorhandensein von zwei "Arten" von Cooper-Paaren veranlasste Wissenschaftler, bekannte Theorien verschiedener Phänomene für solche Supraleiter "neu zu untersuchen" in der Hoffnung, einen seltsamen Effekt zu finden, der in gewöhnlichen Supraleitern mit einem Typ von Cooper-Paaren keinen Platz hätte. Im Jahr 2004 entdeckten Jegor Babajew und sein Kollege Martin Speight, dass der Mechanismus des Magnetfelds auf einem Zwei-Zonen-Supraleiter, insbesondere MgB2, noch komplizierter als Typ-2-Supraleiter (Egor Babaev, Martin Speight, 2004. Semi-Meissner-Supraleitung in Mehrkomponenten-Supraleitern).

In ihren Arbeiten haben sie die Existenz eines inhomogenen Wirbelgitters in einem Supraleiter in bestimmten Intervallen der Induktion eines externen Magnetfeldes vorausgesagt, das sich als Bildung von Wirbelclustern, dichten Wirbelclustern auf einer begrenzten Oberfläche oder einfach ungleichmäßiger Verteilung von Wirbeln manifestieren kann. Nach den Berechnungen dieser Wissenschaftler werden alle diese Wirbelstrukturen aufgrund der nicht-monotonen Abhängigkeit der Wechselwirkung zwischen den Wirbeln und dem Abstand zwischen ihnen gebildet. Im Verlauf späterer theoretischer Untersuchungen stellte sich heraus, dass diese Kraft in ihrem Verhalten ein eigenartiges Analogon der zwischen Atomen wirkenden intermolekularen Kräfte ist. Vereinfacht ausgedrückt ziehen Wirbel in Zweiband-Supraleitern in großen Abständen an (wie bei Typ-1-Supraleitern) und stoßen sich bei kleinen (wie bei Typ-2-Supraleitern) ab. Aufgrund dieser Art der Wechselwirkungskraft können ungewöhnliche Strukturen des Wirbelgitters entstehen.

Im Jahr 2009 veröffentlichte eine Gruppe von belgischen Experimentatoren unter der Leitung von Viktor Moshchalkova in einem der renommiertesten physikalischen Zeitschriften Physische Überprüfungsschreiben Arbeit, wo experimentell die Existenz einer ungleichmäßigen Verteilung von Wirbeln in MgB bestätigt2, wie von Jegor Babayev und Martin Speight vorhergesagt. Die Autoren dieses Artikels genannt einen Supraleiter mit einer ähnlichen Antwort auf ein Magnetfeld ein Supraleiter der 1,5. Art (siehe. Experimentelle bestätigt die Existenz von Supraleitung einer Gattung Sesquito, Elemente, 12.03.2009).

Der Fairness halber muss gesagt werden, dass diese Arbeit eine zweideutige Reaktion unter den Spezialisten verursachte (siehe Experimentelle Bestätigung der Supraleitfähigkeit von anderthalb Gattungen, Elements, 10. Juni 2010). Wenn wir viele Details auslassen, stellen wir fest, dass der Hauptgrund für diese Reaktion war, dass bisher niemand außer dieser Gruppe experimentelle Beweise für die Existenz eines heterogenen Wirbelgitters in MgB erhalten hat2 in der Form, in der sie die Gruppe von Viktor Moschalkova sah.

Am Ende sind die Auseinandersetzungen in den theoretischen Bereich eingetreten (siehe Supraleitung der 1.5. Art: weder zwei noch anderthalb, Elemente, 11.11.2010). In der Zeit von 2009 bis 2012 wurden mehrere Arbeiten veröffentlicht, in denen sowohl die Existenz von Supraleitung der 1,5. Art als auch die Unmöglichkeit ihrer Existenz bestätigt wurden.Besonders heftige Debatten fanden zwischen einer Gruppe von Theoretikern statt, angeführt von Egor Babayev, dem Entdecker der Supraleitung der 1,5-ten Art, und einem Team von Wissenschaftlern in der Person von Vladimir Kogan und Yorg Shmalyan (siehe: Egor Babaev, Mihail Silaev, 2012. Kommentar zu "Ginzburg-Landau Theorie der Zweiband-Supraleiter: Fehlen von Typ-1.5-Supraleitung "und VG Kogan, Jörg Schmalian, 2012. Antwort auf" Kommentar zu "Ginzburg-Landau Theorie der Zwei-Band-Supraleiter: Fehlende Typ-1.5-Supraleitung" ").

Die Hoffnung, dass sich diese Art von Supraleitung bestätigt, entstand nach der Entdeckung von "Eisensupraleitern" (siehe: Ein neuer Typ von Hochtemperatursupraleitern, "Elements", 12.05.2008 und eine neue Familie von eisenhaltigen Supraleitern wurde gefunden, "Elements", 31.10 .2008), die, wie zahlreiche Versuche zeigen, zwei – und sogar drei (!) – "Grade" von Cooper-Paaren aufweisen. Die Parameter dieser Supraleiter auf Eisenbasis erwiesen sich jedoch als derart, daß trotz ihrer Vielfalt die Supraleitung der 1,5. Art in ihnen höchstwahrscheinlich unter keinen Bedingungen realisiert werden kann. So blieb seit der Vorhersage von Supraleitern der 1,5. Art nur Magnesiumdiborid der einzige Kandidat für diesen Titel.

Strontium Rutenate – der zweite Kandidat für Supraleiter der 1.5. Art

Und jetzt, 8 Jahre nach der bahnbrechenden Veröffentlichung über die mögliche Existenz einer 1.5. Art von Supraleitung in einer der neuesten Ausgaben der Zeitschrift Physische Überprüfung B Es erschien ein theoretischer Artikel, nach dem die "Einsamkeit" von Magnesiumdiborid als Kandidat für Supraleiter vom 1.5-Typ die als Strontium-Ruthenat Sr bezeichnete Verbindung "verdünnen" kann2RuO4.

Sie müssen sofort reservieren, dass Sr2RuO4 – In gewisser Hinsicht ein einzigartiger Supraleiter. Wie Sie sich erinnern, wurden zu Beginn dieser Notiz verschiedene Arten der Klassifizierung von Supraleitern erwähnt. Eine von ihnen ist, wie bereits erwähnt, eine Reaktion auf ein äußeres Magnetfeld. Eine andere, bekanntere Methode zum Aufteilen von Supraleitern ist ihre Unterscheidung durch die kritische Temperatur (siehe zum Beispiel die Tabelle in den Nachrichten. Die Quelle der Hochtemperatur-Grenzflächen-Supraleitung stellte sich als eine Atomschicht aus Kupferoxid heraus, Elements, 13. November 2009). Schließlich gibt es eine andere Art der Klassifizierung, die darin besteht, Supraleiter nach der Struktur eines Cooper-Paares zu unterteilen, was, wie man vielleicht sagt, das Phänomen der Supraleitung "inspiriert".

Cooper-Paare sind Quantenobjekte, deren Eigenschaften durch eine spezielle physikalische Eigenschaft beschrieben werden – die Wellenfunktion (das Quadrat des Moduls dieser Funktion zeigt die Wahrscheinlichkeit, dieses Objekt in einem gegebenen Teil des Raumes zu erkennen; mit etwas Ausdehnung können Siesagen Sie, dass diese Funktion ähnlich der Abhängigkeit der Koordinaten von der Zeit für ein klassisches Objekt ist). Lange Zeit seit der Entdeckung der Supraleitung war bekannt, dass ein Cooper-Paar eine Vereinigung von Elektronen mit entgegengesetzt gerichteten Spins ist. Materialien mit dieser Art von Elektronenpaarung werden als Spin-Singulett bezeichnet sWellen Supraleiter. Die Hinzufügung von "Welle" erscheint aufgrund der Tatsache, dass, wie bereits erwähnt, Cooper-Paare beschrieben sind Welle Funktion und das Präfix "s"bedeutet, dass ihr Bahndrehimpuls (Drehimpuls) gleich Null ist, das heißt, sie drehen sich einfach nicht um ihren Massenschwerpunkt.

Nachdem 1986 auf Kupfer basierende Hochtemperatur-Supraleiter (HTSC) entdeckt worden waren, zeigten experimentelle Studien, dass, obwohl Elektronen in diesen Substanzen mit entgegengesetzt gerichteten Spins koppeln, sich Cooper-Paare immer noch von denen bisher bekannter Supraleiter unterscheiden. Dieser Unterschied liegt in der Tatsache, dass Elektronenpaare in HTSC rotieren, und ihr Orbitalmoment in speziellen Einheiten ist 2. Kupferbasierte HTS wurden als ungewöhnlich (in der wissenschaftlichen Literatur gibt es einen erfolgreichen englischen Begriff "unkonventionell") Spin-Singulett genannt dWellen Supraleiter. Symbol "d"zeigt an, dass das Orbitalmoment der Cooper-Paare 2 ist. Mit anderen Worten, neben der eigenen Rotation des Elektrons (Spin) hat das Cooper-Paar auch eine Rotation um seinen Massenschwerpunkt (das Orbitalmoment).

Im Jahr 1994 wurde Supraleitung im Strontiumruthenat entdeckt. Trotz der Tatsache, dass seine kritische Temperatur sehr niedrig ist, etwa 1,5 K, hat diese Entdeckung die Aufmerksamkeit von Spezialisten aus mehreren Gründen auf sich gezogen. Vor allem, weil diese Substanz eine HTSC-ähnliche Kristallstruktur hatte und kein "obligatorisches" Kupfer enthielt, wie es bei allen damals bekannten HTS der Fall war. Vergleich der physikalischen Eigenschaften der normalen und supraleitenden Zustände von Sr2RuO4 und Kupfer HTSL, Wissenschaftler hofften, die Natur der Hochtemperatur-Supraleitung zu klären.

Allerdings wurden weitere interessante Details erwartet. Ein Jahr nach der Entdeckung des supraleitenden Zustandes von Strontiumruthenat nahm eine Gruppe von Theoretikern an, dass Supraleitung in Sr2RuO4 ist nicht Spin Singlet. Nach der Annahme dieser Wissenschaftler sind in dem Strontiumrutenat die Spins in einem Cooper-Paar in eine Richtung gerichtet, und die Cooper-Paare selbst haben einen Drehimpuls von Eins.

Die nachfolgenden Experimente bezeugten diese Annahme. Als Folge erhielt diese Art von ungewöhnlicher Supraleitung den Namen Spin-Triplett p-Wave Supraleitung (Symbol "p"Das Orbitalmoment des Cooper-Paares ist gleich Eins. Gegenwärtig gibt es keinen Hinweis darauf, dass eine große Anzahl von Supraleitern eine ähnliche Art von Supraleitung aufweist. Aufgrund dieser Einzigartigkeit wird das Strontiumruthenat immer noch aktiv erforscht.

Die im Jahr 2008 entdeckten HTSCs auf Eisenbasis wurden hier nicht erwähnt, so dass der Leser eine vernünftige Frage haben könnte: Wie klassifiziert man diese neuen "Eisensupraleiter"? Die Ergebnisse neuerer Experimente zeigen, dass beide Arten von Cooper-Paaren als getrennte Spin-Singulett-Supraleiter ohne Rotation von Cooper-Paaren betrachtet werden können. Es scheint, dass alles trivial ist, Dual-Zone-Supraleiter sind nur eine "Mischung" aus bekanntem Spin-Singulett sWellen Supraleiter. In Wirklichkeit erwies sich die Struktur von Cooper-Paaren in "Eisen" -Supraleitern als schlauer.Experimentellen Daten zufolge werden die Phasen der Wellenfunktionen (komplexe Größen) in "Eisen" -Supraleitern verschoben π. Aufgrund dieser Phasenverschiebung haben die Wellenfunktionen jeder Klasse entgegengesetzte Vorzeichen. Aus diesem Grund werden diese Supraleiter genannt s ±Welle.

Ein weiteres merkwürdiges Merkmal von Sr2RuO4 als Supraleiter gilt seine Zweibandigkeit, wie die Ergebnisse neuerer Experimente zeigen. Natürlich haben die Wissenschaftler nach Erhalt solcher Daten allen Grund anzunehmen, dass Strontiumruthenat ein potentieller Kandidat für den Titel eines 1,5. Supraleiters ist, in dem verschiedene Arten von Inhomogenitäten des Wirbelgitters existieren können.

Die ersten detaillierten Untersuchungen zur Verteilung der Wirbel in diesem Supraleiter wurden 2005 durchgeführt (V. O. Dolocan et al., 2005). Beobachtung der Spin-Triplett-Supraleiter-Sr-Vortex-Koaleszenz im anisotropen Spin-Triplet-Supraleiter2RuO4). Dann stellten die Experimentatoren die Tatsache der sogenannten Koaleszenz des Wirbelgitters fest. Mit anderen Worten, die Wirbel bildeten in der supraleitenden Probe kein Dreiecksgitter, das sich abstößt, wie es bei einem Supraleiter 2. Art der Fall ist. Stattdessen fingen sie an, zu großen Domänen zu verschmelzen, und die Größe dieser Domänen wuchs mit einem Anstieg des Magnetfeldes (Abb. 3).

Abb. 3 Vortexgitter in einem Einkristall aus Strontiumruthenat, erhalten in einem externen Magnetfeld von 0,0002 T (a), 0,0006 T (b) und 0,0007 T (mit). Helle Bereiche entsprechen Wirbelformationen (Bereiche, in denen das Magnetfeld eingedrungen ist). Bild aus dem Artikel V. O. Dolocan et al. Spin-Triplet-Supraleiter Sr Beobachtung der Vortex-Koaleszenz im Anisotropen2RuO4 (2005)

Die Ergebnisse der Experimente führten dazu, dass im supraleitenden Strontiumruthenat eine gewisse Anziehung zwischen den Wirbeln bestand. Woher kommt diese Attraktion und warum findet sie in Sr statt?2RuO4Für Experimentatoren blieb ein Rätsel.

Eine Gruppe von Theoretikern unter der Leitung von Yegor Babayev, den Autoren des hier diskutierten Artikels, argumentiert, dass die beobachtete Koaleszenz von Wirbeln leicht erklärt werden kann, wenn man versucht, die supraleitenden Eigenschaften von Strontiumruthenat in einem speziell für diesen Supraleiter entwickelten theoretischen Modell zu beschreiben, das seinen Zweizonencharakter berücksichtigt. Es sollte beachtet werden, dass diese Theorie mit einigen Modifikationen verwendet wurde, um die Supraleitfähigkeit der 1,5. Art vorherzusagen und zu begründen.

Basierend auf diesem theoretischen Modell für Sr2RuO4Ein Team von Wissenschaftlern führte eine numerische Simulation des Auftretens eines Wirbelgitters mit Parametern durch, die den Eigenschaften des supraleitenden Zustandes von Strontiumruthenat entsprachen.Es stellte sich heraus, dass die Theorie mit den gegebenen Parametern qualitativ das gleiche Verhalten der Wirbel erzeugt, das in zuvor durchgeführten Experimenten erhalten wurde (Abb. 4).

Abb. 4 Die Konzentrationsverteilung (in relativen Einheiten) jeder "Sorte" (auf der linken Seite – zuerst auf der rechten Seite – Die zweite) Cooper-Paare in einem Zwei-Band-Supraleitungs-Strontium-Ruthenat. Rote Bereiche entsprechen der größten Anzahl von Elektronenpaaren, dunkelblau – Bereiche, in denen ihre Anzahl gegen Null geht. Diese Graphen zeigen die Entwicklung des Wirbelgitters: vom Beginn der Bildung des Wirbelclusters (a und b) von 7 Wirbeln vor ihrem unmittelbaren Erscheinen (c und d). Bild aus dem Artikel in der Diskussion Physische Überprüfung B

Die Bilder in Abbildung 4 zeigen deutlich und deutlich die Anziehung zwischen den Wirbeln und infolgedessen ihre Koaleszenz. Die Möglichkeit der Bildung solcher Wirbelcluster wiederum kann als die Tatsache der Anwesenheit von Supraleitfähigkeit der 1,5. Art in dieser Verbindung interpretiert werden. Diese Schlussfolgerung ist das Hauptergebnis dieses Artikels.

Natürlich gibt das erzielte Ergebnis nicht die Endgültigkeit vor, wie die Autoren selbst schreiben, und schlägt weitere experimentelle Studien in dieser Richtung vor.Es kann jedoch nicht geleugnet werden, dass die experimentellen Daten durch die Theorie gut beschrieben sind, die bereits mit einigen Vereinfachungen die Möglichkeit der Existenz von Supraleitfähigkeit vom Typ 1.5 früher vorhergesagt hat.

Quelle von: Julien Garaud, Daniel F. Agterberg, Egor Babaev. Vortex-Koaleszenz und Typ-1.5-Supraleitung in Sr2RuO4 // Phys. Rev. B 86, 060513 (R) (2012).

Yuri Yerin


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