Download
Download Presentation
Loading in 2 Seconds...
В.Ф. Гантмахер. Квантовые фазовые переходы сверхпроводник – изолятор . По материалам обзора В.Ф. Гантмахера и В.Т. Долгополова УФН 180, 3 (2010). XVIII УрЗимШк Новоуральск 15-20 февр. 2010.
Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.
While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.
Квантовые фазовые переходы сверхпроводник – изолятор
По материалам обзора
В.Ф. Гантмахера иВ.Т. Долгополова
УФН180, 3 (2010)
XVIII УрЗимШк
Новоуральск
15-20 февр. 2010
Переход металл-изолятор в высокотемпературном сверхпроводнике при изменении концентрации допирующей примеси
B. Beschoven, S. Sadewasser, G. Guntherodt, and C. Quitmann
Phys. Rev.Lett. 77, 1837 (1996)
Примеры переходов – ВТСП
УльтратонкиепленкиBi– переход вызывается изменениями толщины
Экспериментальные кривые
на стороне изолятораанализируются при помощи одного из этих трехвыражений
D.B. Haviland, Y. Liu, and A.M.Goldman
Phys. Rev.Lett. 62, 2180 (1989)
Примеры переходов – аморфный Bi
Три варианта фазовой диаграммы
с перекрытием
расщепленная
совмещенная
A.I. Larkin,
Ann. Phys. (Leipzig) 8, 794 (1999)
Пример расщепленной фазовой диаграммы: сверхпроводник – нормальный металл – изолятор
I
M
S
D.J. Bishop, E.G. Spencer, and R.C. Dynes, Solid St. Electron. 28, 735 (1985)
Примеррасщепленного перехода – Nb-Si
Переход заведомо не расщеплен
D. Shahar and Z. Ovadyahu,Phys. Rev. B 46, 10917 (1992)
Примеры переходов – In-O
Примеры наклонных сепаратрис
В.Ф. Гантмахер, М.В. Голубков, В.Т. Долгополов, A.A. Шашкин, Г.Э.Цыдынжапов,
Письма в ЖЭТФ 71, 231 (2000)
Примеры переходов – In-O
T.I. Baturina, A.Yu. Mironov,
V.M. Vinokur, M.R. Baklanov,
and C. Strunk
Phys. Rev. Lett.99, 257003 (2007)
T.I. Baturina, D.R. Islamov, J. Bentner, C. Strunk,M.R. Baklanov, and A. Satta,
JETP Lett.79, 337 (2004)
Примеры переходов – Ti-N
Ультратонкиепленки Be– влияние магнитного поля
на сверхпроводящее состояние на изолятор
RN
Rc
Tstart
E. Bielejec and Wenhao Wu,
Phys. Rev. Lett.
88, 206802 (2002)
Примеры переходов – Be
Локализованные пары – что это такое
1. Гранулированные металлы
Модели
2. Эффект четности в маленьких гранулах
Экспериментальные
проявления
3. Отрицательное магнетосопротивление
4. Бозонный сценарий перехода
Предпосылки
5. Фрактальные волновые функции
6. “Химическая предрасположенность” к локализации пар
7. Энергия связи – псевдощель
Параметры
8. Размер локализованных пар
Гранулированный сверхпроводник(и 2D,и 3D)
ведет себя как изолятор(когда подавлены джозефсоновские токи)
и демонстрирует отрицательное магнетосопротивление
при разрушении сверхпроводящей щели магнитным полем
ЭкспериментV.F. Gantmakher et al., JETP 77, 513 (1993)
ТеорияI.S.Beloborodov and K.B.Efetov, PRL82, 3332 (1999)
3D
1. Гранулированные металлы
Сверхпроводимость в больших гранулах Dsc>>de ...
…превращается в
эффект четности в маленьких гранулах Dsc<<de
K.A.Matveev and A.I.Larkin, PRL 78, 3749 (1997)
Энергия Дебая
Ограничение на размер гранулы снизу
2. Эффект четности в маленьких гранулах
Отрицательное магнетосопротивление в сильных полях
B нормально к пленке
B параллельно пленке
InOx
Отрицательное
магнетосопротивление
сохраняется
в параллельной
конфигурации
TiN
Be
В.Ф. Гантмахер, М.В. Голубков, В.Т. Долгополов, A.A. Шашкин, Г.Э.Цыдынжапов,
Письма в ЖЭТФ 71, 693 (2000)
3. Отрицательное
магнетосопротивление
Отрицательное магнетосопротивление в сильных полях
(s,B) – диаграмма;
каждая вертикальная линия – образец
G. Sambandamurthy,L.W. Engel, A. Johansson, and D. Shahar,
Phys. Rev. Lett. 92, 107005 (2004)
3. Отрицательное
магнетосопротивление
В обычных сверхпроводниках
ВSrTiO3
и
C.S. Koonce, M.L. Cohen, J.F. Schooley, W.L. Hosler and E.R. Pfeifer
Phys. Rev.163, 380 (1967)
Сразу же возникла идея о возможности существования равновесных куперовских пар выше температуры сверхпроводящего перехода
D.M. Eagles, Phys. Rev.186, 456 (1969)
4. Бозонный
сценарий перехода
Переход Березинского - Костерлица - Таулеса
A.T.Fiory, A.F. Hebard,
and W.I. Glaberson
Phys. Rev.B 28, 5075 (1983)
Равновесные куперовские пары появляются ниже температуры 2.62 К, а сверхпроводящее состояние устанавливается только ниже 1.78 К.
4. Бозонный
сценарий перехода
Влияние близлежащего перехода Андерсона
Условие, обуславливающее сверхпроводящее взаимодействие между электронами, локализованными на одном узле
(«в одной грануле»)
M.V. Feigelman,L.B. Ioffe, V.E.Kravtsov,andE.A. Yuzbashyan,
Phys. Rev. Lett. 98, 027001 (2007)
M.V. Feigelman, L.B. Ioffe, V.E. Kravtsov, and E. Cuevas, arXiv: 1002.0859
Be
InOx
TiN
Одноэлектронные волновые функции в этой области обладают фрактальными свойствами
5. Фрактальные волновые функции
Структурные особенности случайного потенциала,способствующие
локализации пар
2+
Металлический
сплав
In2O3-x
2+
2+
2+
a
2+
2+
a3-объем композиционной единицы In2O3
r=ax-1/3
2+
2+
2+
r
2+
2+
2+
6. “Химическая предрасположенность” к локализации пар
TiN: плотность состояний вблизи уровня Ферми
B. Sacepe,C. Chapelier,
T.I. Baturina,
V.M. Vinokur,
M.R. Baklanov, and
M. Sanquer,
arXiv: 0906.1193
Чемобусловлен минимум на уровне Ферми:
– сверхпроводящим взаимодействием?
– илиэффектом Аронова-Альтшулера?
7. Энергия связи – псевдощель
Сверхпроводник на масштабе отверстий
УльтратонкиепленкиBiс перфорацией
Осцилляции как функция фрустрации
Изолятор на масштабе образца
M.D.Steward, Jr, A. Yin, J.M. Xu, and J.M. Valles, Jr,
Science 318, 1273 (2007)
8. Размер локализованных пар
Микроскопические подходы к проблеме перехода сверхпроводник – изолятор
