Купратные и безмедные втсп: сходства и различия
По окончании февральского сообщения из Японии об открытии сверхпроводимости при 26 К в LaO1-xFxFeAs (рис. 1) упрочнениями четырех китайских научных групп критическая температура Tc новых безмедных ВТСП подросла до 55 К в SmO1-xFxFeAs, другими словами близко приблизилась к “азотному пределу” 77 К, что до тех пор пока смогли преодолеть лишь “ветхие” купратные ВТСП.
Неудивительно, что громадное внимание в научной среде на данный момент уделяется сравнительному анализу купратных и безмедных ВТСП. И те, и другие имеют слоистую кристаллическую структуру. Проводящими являются плоскости CuO2 и FeAs, соответственно, причем в недопированном (несверхпроводящем) состоянии локальные магнитные моменты атомов этих плоскостей (Cu либо Fe) упорядочены антиферромагнитно, не смотря на то, что и разным образом (рис.
2).
Рис. 1. Безмедные ВТСП были открыты группой под управлением Hideo Hosono (Tokyo Institute of Technology)
Как мы знаем, чистое железо есть ферромагнетиком, а простая (фононная) сверхпроводимость несовместима с ферромагнетизмом, исходя из этого наличие атомов Fe в решетке новых ВТСП многими изначально воспринималось как свидетельство в пользу нефононного механизма сверхпроводимости. Но вот что говорит нобелевский лауреат P.W.Anderson, теоретик из Princeton University (США): “Недопированные состояния купратных и безмедных ВТСП отличаются друг от друга в весьма значительном отношении: недопированные купраты являются моттовскими диэлектриками с одним валентным электроном на атом меди, в то время как недопированные FeAs-материалы ближе к простым металлам с двумя электронами в расчете на атом.
Так, “стартовые площадки” для сверхпроводимости у этих семейств различные. Исходя из этого теория резонирующих валентных связей неприменима к безмедным ВТСП, и их механизм сверхпроводимости не таковой, как в купратах.” Уважая вывод известного физика и прислушиваясь к нему, увидим, но, что справедливость его теории для купратных ВТСП далеко не очевидна, и до тех пор пока рано сбрасывать со квитанций возможность однообразного механизма спаривания в купратах и FeAs-сверхпроводниках. Причем однообразного – отнюдь не свидетельствует какого-либо экзотического.
Рис. 2. Проводящие слои в купратных и безмедных ВТСП. Мелкие стрелки показывают направления магнитных моментов в недопированном состоянии
По данным заметки A. Cho, Science 320, 870 (2008)