СПИНОВАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ВТСП.
ВОЗМОЖНЫЕ ОБОБЩЕНИЯ СХЕМЫ RPA
Àíäðååâ À.È.1, Åðåìèí È.Ì.2, Åðåìèí Ì.Â.2
1Ìàðèéñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, 424001, Éîøêàð-Îëà
2Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, 420008, Êàçàíü E-mail: aleksandreiv@yandex.ru
Ïðåäïîëàãàåòñÿ îáñóäèòü âîçìîæíûå óòî÷íåíèÿ â ïðîöåäóðå ðàñöåïëåíèÿ óðàâíå- íèé äëÿ ôóíêöèé Ãðèíà, âñòðå÷àþùèõñÿ ïðè ðàñ÷åòå ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè â ðàìêàõ t− J− V ìîäåëè [1]. Ìàãíåòèçì ñâåðõïðîâîäÿùèõ êóïðàòîâ ÿâëÿåòñÿ äâîé- ñòâåííûì. Ñ îäíîé ñòîðîíû èìåþòñÿ êîëëåêòèâèçèðîâàííûå ýëåêòðîíû, à ñ äðóãîé ïî÷òè ëîêàëèçîâàííûå ñïèíû íà ïîçèöèÿõ ïëîñêîñòíîé ìåäè. Óòî÷íåíèÿ ñõåìû RPA îñóùåñòâëåíû, êàê â îòíîøåíèè îáåèõ ïîäñèñòåì, òàê è â îïèñàíèè ñâÿçè ìåæäó íèìè.
Òàê, â ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçå ìàãíåòèçì ëîêàëèçîâàííûõ ñïèíîâ «âûìåðçàåò» èç-çà ïîÿâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäÿùåé ùåëè. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî îïèñûâàåòñÿ ïóòåì ââåäåíèÿ ñïåöèàëüíîé ôóíêöèè [2, 3, 4], êîòîðàÿ ïîÿâëÿåòñÿ ïðè îáîáùåíèè ïðèáëèæåíèÿ ñëó÷àéíûõ ôàç.  ðàáîòå [5] ïðåäëîæåí èíîé âàðèàíò óòî÷íåíèÿ ñõåìû RPA, îäíàêî ïðè ýòîì ïîëíîñòüþ èãíîðèðîâàëîñü ñïåöèôèêà êîììóòàöèîííûõ ñâîéñòâ îïåðàòî- ðîâ ðîæäåíèÿ è óíè÷òîæåíèÿ, ñâîéñòâåííûõ t− J− V ìîäåëè. Ïðîâåäåííûé íàìè àíàëèç âîçìîæíûõ óòî÷íåíèé ñõåìû RPA äëÿ êîëëåêòèâèçèðîâàííûõ ýëåêòðîíîâ, â äó- õå ïðèáëèæåíèé, ñôîðìóëèðîâàííûõ â ðàáîòå [6], ñâîäèòñÿ ê òîìó, ÷òî â çíàìåíàòåëå âûðàæåíèÿ äëÿ ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè [3, 4] ïîÿâëÿþòñÿ åùå äâå íîâûõ ôóíêöèè.
 íîðìàëüíîé ôàçå îíè îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì:
χ1(ω,q)= 1 N
X
k
nk +nk+q−2δ
ω +iΓ +εk−εk+q, χ2(ω,q)= 1
N X
k
n02(k,q)+n03(k,q)
ω +iΓ +εk−εk+q,
(3)
ãäå δ -– êîíöåíòðàöèÿ íîñèòåëåé òîêà, n0j(k,q) -– íåïîëíûå ñðåäíèå, âûðàæàþùèå- ñÿ ÷åðåç êîððåëÿöèîííûå ôóíêöèè îïåðàòîðîâ ðîæäåíèÿ è óíè÷òîæåíèÿ hX00,↑X↑j,0i. Ðîëü íîâûõ ôóíêöèé îáñóæäàåòñÿ â ñðàâíåíèè ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè ïî ðàññåÿíèþ íåéòðîíîâ.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå Ãðàíòà ÐÔÔÈ- 09-02-00777-a.
1. Þ.À. Èçþìîâ, Þ.Í. Ñêðÿáèí, Áàçîâûå ìîäåëè â êâàíòîâîé òåîðèè ìàãíåòèçìà, Åêàòåðèíáóðã;
Èçäàòåëüñòâî ÓðÎ ÐÀÍ, (2002)
2. A. Yu. Zavidonov, D. Brinkmann, Phys. Rev. B58, 12486 (1998) 3. M.Â. Åð¸ìèí, À.À. Àëååâ, È.Ì. Åð¸ìèí, ÆÝÒÔ133, 862 (2008) 4. À. È. Àíäðååâ, È. Ì. Åð¸ìèí è Ì. Â. Åð¸ìèí, ÆÝÒÔ,135, 65 (2009) 5. R. Zeyher, arXiv cond-mat arXiv:0810.4857
6. Blume J. Habbard, Phys Rev.B,1, 3815 (1970)
О СОВМЕСТНОМ ВЛИЯНИИ ЗАРЯДОВЫХ И СПИНОВЫХ ФЛУКТУАЦИЙ НА КРИТИЧЕСКУЮ ТЕМПЕРАТУРУ
СИЛЬНО КОРРЕЛИРОВАННЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ
Âàëüêîâ Â.Â.1,2,Ãîëîâíÿ À.À.1,2, Êîðîâóøêèí Ì.Ì.1
1Èíñòèòóò ôèçèêè èì. Ë.Â. Êèðåíñêîãî ÑÎ ÐÀÍ, 660036, Êðàñíîÿðñê
2Ñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé àýðîêîñìè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, 660014, Êðàñíîÿðñê E-mail: vvv@iph.krasn.ru
Âîïðîñ î ïðèðîäå ôîðìèðîâàíèÿ êóïåðîâñêèõ ïàð â âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ ñâåðõ- ïðîâîäíèêàõ âñå åùå îñòàåòñÿ ïðåäìåòîì èíòåíñèâíûõ äèñêóññèé, íåñìîòðÿ íà áîëåå
÷åì äâàäöàòèëåòíþþ èñòîðèþ èññëåäîâàíèé äàííûõ ìàòåðèàëîâ. Ñóùåñòâóåò ìíîæå- ñòâî êàê ýêñïåðèìåíòàëüíûõ, òàê è òåîðåòè÷åñêèõ ðàáîò, ðåçóëüòàòû êîòîðûõ ïîç- âîëÿþò óòâåðæäàòü, ÷òî â îñíîâå âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñâåðõïðîâîäèìîñòè ëåæèò ñïèí-ôëóêòóàöèîííûé ìåõàíèçì êóïåðîâñêîãî ñïàðèâàíèÿ [1].  ïîñëåäíåå âðåìÿ, îäíàêî, ïîÿâèëèñü ðàáîòû, ïîêàçûâàþùèå, ÷òî â ñèëüíî êîððåëèðîâàííûõ ñâåðõïðî- âîäíèêàõ çàðÿäîâûå ôëóêòóàöèè ìîãóò äàâàòü çíà÷èòåëüíûé âêëàä â èíòåãðàëüíûé ìåõàíèçì âîçíèêíîâåíèÿ êóïåðîâñêîé íåóñòîé÷èâîñòè. Åñëè â ñîâðåìåííûõ êîíöåï- öèÿõ âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñâåðõïðîâîäèìîñòè ïðîáëåìà ó÷åòà ñïèí-ôëóêòóàöèîííûõ ïðîöåññîâ îòðàæåíà äîñòàòî÷íî õîðîøî, òî òåìàòèêà, ñâÿçàííàÿ ñ îïèñàíèåì çàðÿäî- âûõ ôëóêòóàöèé ðàçðàáîòàíà îòíîñèòåëüíî ñëàáî. Äåéñòâèòåëüíî, âî ìíîãèõ ïîëóôå- íîìåíîëîãè÷åñêèõ ïîäõîäàõ àíîìàëüíûé ìàññîâûé îïåðàòîð â èíòåãðàëüíîì ïðåä- ñòàâëåíèè ñîäåðæèò òîëüêî äèíàìè÷åñêóþ ñïèíîâóþ âîñïðèèì÷èâîñòü. Ìåæäó òåì, ïîñëåäîâàòåëüíîå ïîñòðîåíèå òåîðèè ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçû ñèëüíî êîððåëèðîâàí- íûõ ñèñòåì ïðèâîäèò ê óðàâíåíèÿì ñàìîñîãëàñîâàíèÿ, ñîäåðæàùèì íå òîëüêî âêëàäû îò ñïèí-ôëóêòóàöèîííûõ ïðîöåññîâ, íî è îò ïðîöåññîâ, ñâÿçàííûõ ñ çàðÿäîâûìè ôëóêòóàöèÿìè.
 ïîñëåäíåå âðåìÿ ïðè ïîñòðîåíèè òåîðèè ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçû â ñèëüíî êîð- ðåëèðîâàííûõ ñèñòåìàõ ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ t−t0 −t00 − J∗-ìîäåëü, â êîòîðîé, êðîìå äàëüíèõ ïåðåñêîêîâ, ó÷èòûâàþòñÿ òðåõöåíòðîâûå ñëàãàåìûå, îïèñûâàþùèå ïðîöåññû êîððåëèðîâàííûõ ïåðåñêîêîâ.  ýòîé ñâÿçè ïðåäñòàâëÿåòñÿ àêòóàëüíûì èññëåäîâàíèå ñîâìåñòíîãî âëèÿíèÿ ñïèíîâûõ ôëóêòóàöèé, çàðÿäîâûõ ôëóêòóàöèé è òðåõöåíòðîâûõ âçàèìîäåéñòâèé íà ñâîéñòâà ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçût−t0 −t00−J∗-ìîäåëè.
 ðàáîòå ìåòîäîì äèàãðàììíîé òåõíèêè äëÿ îïåðàòîðîâ Õàááàðäà [2] ïîëó÷åíû óðàâíåíèÿ ñàìîñîãëàñîâàíèÿ, îïèñûâàþùèå ñâåðõïðîâîäÿùóþ ôàçó. Ïîêàçàíî, ÷òî â îäíîïåòëåâîì ïðèáëèæåíèè ïðîöåññû ðàññåÿíèÿ íà ñïèíîâûõ è çàðÿäîâûõ ôëóêòóàöè- ÿõ îòðàæàþòñÿ ïîñðåäñòâîì ñèëîâîãî îïåðàòîðà. Ïðè ýòîì, àíîìàëüíûå êîìïîíåíòû ñèëîâîãî îïåðàòîðà, èìåþùèå ñóùåñòâåííîå çíà÷åíèå äëÿ îïèñàíèÿ ñâåðõïðîâîäÿ- ùåé ôàçû, óäîâëåòâîðÿþò èíòåãðàëüíîìó óðàâíåíèþ, â êîòîðîì â êà÷åñòâå ÿäðà ñòîèò ñïèí-çàðÿäîâàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü.  ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿ ïîëó÷åííîé ñèñòåìû óðàâ- íåíèé ñàìîñîãëàñîâàíèÿ áûëè ðàññ÷èòàíû êîíöåíòðàöèîííûå çàâèñèìîñòè êðèòè÷å- ñêîé òåìïåðàòóðû ïåðåõîäà â ñâåðõïðîâîäÿùóþ ôàçó ñd-òèïîì ñèììåòðèè ïàðàìåòðà ïîðÿäêà. Îêàçàëîñü, ÷òî ïðîöåññû ðàññåÿíèÿ íà ñïèíîâûõ è çàðÿäîâûõ ôëóêòóàöèÿõ ïî-ðàçíîìó ðåíîðìèðóþò îáëàñòü ðåàëèçàöèè ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçû.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå Ïðîãðàììû Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ «Êâàíòîâàÿ ôèçèêà êîíäåíñèðîâàííûõ ñðåä», Ìåæäèñöèïëèíàðíîãî èíòåãðàöèîííîãî ïðîåêòà ÑÎ ÐÀÍ
¹ 53, à òàêæå ÐÔÔÈ (ãðàíò N 10-02-00251). Îäèí èç àâòîðîâ (Ê.Ì.Ì.) áëàãîäàðèò Ôîíä
1. Èçþìîâ Þ.À., ÓÔÍ169, 225 (1999)
2. Çàéöåâ Ð.Î., ÆÝÒÔ68, 207 (1975); JETP70, 1100 (1976)
ЛОНДОНОВСКАЯ ГЛУБИНА ПРОНИКНОВЕНИЯ В КУПРАТНЫХ ВТСП Åðåìèí Ì.Â., Ëàðèîíîâ È.À., Ëþáèí È.Å., Ñþíÿåâ Ä.À.
Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, 420008, Êàçàíü E-mail: Mikhail.Eremin@ksu.ru
Ïðåäïîëàãàåòñÿ îáñóäèòü òåîðèþ ëîíäîíîâñêîé ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ â êóïðàò- íûõ ÂÒÑÏ è ïðîâåñòè ñðàâíåíèå å¸ ðåçóëüòàòîâ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè.
Èìååòñÿ çíà÷èòåëüíàÿ àíèçîòðîïèÿ â ïëîñêîñòè CuO2, ñâÿçàííàÿ ñ àíèçîòðîïèåé çàêîíà äèñïåðñèè íîñèòåëåé òîêà, ïîâåðõíîñòè Ôåðìè è ñâåðõïðîâîäÿùåé ùåëè.  òåòðàãîíàëüíîì êðèñòàëëå ïàðàìåòð ïðÿäêà èìååò, êàê ïðàâèëî, ñèììåòðèþd- òèïà, ò.å.
∆k = ∆0(T)/2(coskxa−coskya). Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ïðèâîäèò ê ëèíåéíîìó õîäó âåëè÷èíû 1/λ2(superfluid density) îò òåìïåðàòóðû, ÷òî õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíû- ìè äàííûìè ïî ñîåäèíåíèÿì Tl2Ba2CuO6+x(Tc=78 K), Bi2.15Sr1.85CaCu2O8+x(Tc=87 K) è äð.
Ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ãðàôèêîâ λ−2(T) äîâîëüíî õîðîøî âîñïðîèçâîäèòñÿ åñëè ôóíêöèþ ∆0(T) ðàññ÷èòûâàòü ïðîñòî èç óðàâíåíèÿ ÁÊØ ñ êîðîòêîäåéñòâóþùèì ïîòåíöèàëîì ñïàðèâàíèÿ (íàïðèìåð, ñó- ïåðîáìåííûì). Îäíàêî âåëè÷èíà îòíîøåíèÿ 2∆0(T = 0)/kBTc ïðè ýòîì, êàê ïðàâèëî, ïîëó÷àåòñÿ çàíèæåííîé.  ñâåðõïðîâîäíèêàõ ñ ðîìáè÷åñêèìè èñêàæåíèÿìè êðèñòàë- ëè÷åñêîé ðåøåòêè (íàïðèìåð, â YBa3Cu3O7−x) ãàðìîíèêè ùåëè ñ ñèììåòðèé d- è s- òèïà ïðåîáðàçóþòñÿ ïî îäíîìó è òîìó æå ïðåäñòàâëåíèþ òî÷å÷íîé ãðóïïû ñèììåòðèè, ïîýòîìó ðåàëèçóþòñÿ ðåøåíèÿ ñìåøàííîãî òèïà. Ïàðàìåòð ïîðÿäêà ñòàíîâèòñÿ òðåõ- êîìïîíåíòíûì:∆k = ∆xcoskxa−∆ycoskya+ ∆s. Èçîòðîïíàÿ∆sêîìïîíåíòà, îáóñëîâëåíà âçàèìîäåéñòâèåì êâàçè÷àñòèö ÷åðåç ïîëå ôîíîíîâ è ïîýòîìó èìååò çíà÷èòåëüíûé èçîòîïè÷åñêèé ýôôåêò.  ýòîé ñâÿçè îñîáîå âíèìàíèå óäåëÿåòñÿ èçîòîïè÷åñêèì ýô- ôåêòàì, êàê íà Tc, òàê è íà λ−2(T). Äëÿ îáúÿñíåíèÿ èçîòîïè÷åñêîãî ýôôåêòà ó λ−2(T) ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî â ÂÒÑÏ êóïðàòàõ èìååò ìåñòî ïîëÿðîííîå ñóæåíèå ïàðàìåòðîâ çî- íû ïðîâîäèìîñòè. Êîýôôèöèåíò ïîëÿðîííîãî ñóæåíèÿ çîíû ïðè çàìåíå èçîòîïîâ16O íà18Oâ ñâåðõïðîâîäÿùèõ ïëåíêàõ YBa3Cu3O7−xîêàçàëñÿ ìíîãî ìåíüøå, ÷åì â êðèñòàë- ëàõ ìàíãàíèòîâ. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî êà÷åñòâåííî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî â YBa3Cu3O7−x
äûðêè, ãëàâíûì îáðàçîì, ðàñïðåäåëåíû ïî ïîçèöèÿì êèñëîðîäà, à â La0.75Ca0.25MnO3
ïî ïîçèöèÿì ìåäè.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ÐÔÔÈ, Ãðàíò- 09-02-00777-a è Swiss National Science Foundation, Grant IZ73Z0_128242.
О СВЕРХПРОВОДИМОСТИ ВЫСОКОСПИНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Çàéöåâ Ð.Î.
Ìîñêîâñêèé Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò, 141700, Äîëãîïðóäíûé E-mail: zaitsev_rogdai@mail.ru
Èçó÷àåòñÿ ïðîáëåìà âîçíèêíîâåíèÿ íåôîíîííîé ñâåðõïðîâîäèìîñòè â ñîåäèíåíè- ÿõ ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ ñ áåñêîíå÷íî ýíåðãèåé Õàááàðäà.
Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ðàññìàòðèâàëàñü êëàññè÷åñêàÿ ìîäåëü Õàááàðäà, êîãäà
Ïðè ñèëüíîé êóáè÷åñêîé àíèçîòðîïèè âîçíèêàåò çàäà÷à î çàïîëíåíèè äâóêðàòíî (κ=2)eg- è òð¸õêðàòíî(κ=3)t2g-âûðîæäåííûõ îáîëî÷åê. Óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ ìîæåò áûòü çàïèñàíî äëÿ êàæäîãî öåëî÷èñëåííîãî èíòåðâàëà èçìåíåíèÿ ÷èñëà äûðîêh:
h=[h]+RN+1f K, f = 1+[h]−h
RN + h−[h]
R1+N , K=X
~ p
nF(ξ~p), N=[h]<h<1+[h], (1) ãäå [h]− öåëàÿ ÷àñòü, RN− êðàòíîñòü âûðîæäåíèÿ N-äûðî÷íîãî âûñîêîñïèíîâîãî ñî- ñòîÿíèÿ,nF−ðàñïðåäåëåíèå Ôåðìè,ξ~p−ýíåðãèÿ âîçáóæäåíèé.
Ïðîáëåìà âîçíèêíîâåíèÿ êóïåðîâñêîé íåóñòîé÷èâîñòè ðåøàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïî- ñòðîåíèÿ ñèñòåìû ëåñòíè÷íûõ óðàâíåíèé äëÿ âåðøèííîé ÷àñòè ñ íóëåâûìè ñóììàðíû- ìè èìïóëüñàìè è ñïèíàìè.
Åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ýíåðãèÿ Õàááàðäà ÿâëÿåòñÿ íàèáîëüùèì ýíåðãåòè÷åñêèì ïàð-àìåòðîì, òîãäà àìïëèòóäà ðàññåÿíèÿ îêàçûâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíîé èíòåãðàëó ïåðåñêîêà ê áëèæàéøèì ñîñåäÿì.  ðåçóëüàòå îêàçûâàåòñÿ âîçìîæíûì îïðåäåëèòü îáëàñòü êîíöåíòðàöèé ãäå ñóùåñòâóåò ñâåðõïðîâîäèìîñòü.
Ïðè çàïîëíåíè äâóêðàòíî âûðîæäåííîé îáîëî÷êè èìååì ôàçîâóþ äèàãðàììó, ñèì- ìåòðè÷íóþ îòíîñèòåëüíî çàìåíûhe→4−he.
κ 0<he <1 1<he <2 2<he<3 3<hd <4 2 0.8<he<1 10/7<he <2 2<he <18/7 3<he<3.2  ñëó÷àå çàïîëíåíèÿ òðåõêðàòíî âûðîæäåííîét2g-îáîëî÷êè èìååì:
κ 0<ht <1 1<ht <2 2<ht <3 3 6/7<ht <1 1.6<ht <2 30/13<ht<3 Âòîðóþ ïîëîâèíó ïîëó÷èì ñ ïîìîùüþ çàìåíû:ht →6−ht.
Åñëè âîâñå ïðåíåáåðå÷ü ðàñùåïëåíèåì ïî îðáèòàëüíîìó êâàíòîâîìó ÷èñëó, òî- ãäà ñâåðõïðîâîäèìîñòü îáíàðóæèâàåòñÿ âíóòðè êàæäîãî öåëî÷èñëåíîãî èíòåðâàëà çàïîëíåíèÿ íèæíåé äûðî÷íîé ïîäçîíû Õàááàðäà, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ÷åðåäóåòñÿ ñ ôåððîìàãíèòíîé îáëàñòüþ[1].
κ 0<hd <1 1<hd <2 2<hd <3 3<hd <4 4<hd<5 5 10/11<hd<1 1.75<hd<2 18/7<hd <3 44/13<hd <4 130/31<hd<5 Âòîðàÿ ïîëîâèíà ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçîâîé äèàãðàììû ìîæåò áûòü ïîëó÷åíà ñ ïîìî- ùüþ ïðåîáðàçîâàíèÿ ÷àñòè÷íî-äûðî÷íîé ñèììåòðèè:hd →10−hd. Îáëàñòü2< hd < 4 èìååò îòíîøåíèå ê ñîåäèíåíèÿì æåëåçà ñ ôîñôîðîì, ìûøüÿêîì è êèñëîðîäîì.
1. Çàéöåâ Ð.Î., Äèàãðàììíûå ìåòîäû â òåîðèè ñâåðõïðîâîäèìîñòè è ìàãíåòèçìà, Ìîñêâà ÓÐÑÑ (2004)
ЭФФЕКТ БЛИЗОСТИ И СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ,
ЛОКАЛИЗОВАННАЯ НА ГРАНИЦЕ ФЕРРОМАГНЕТИК/СВЕРХПРОВОДНИК
Èâàíîâ Í.Ì., Ïðîøèí Þ.Í., Õóñàèíîâ Ì.Ì., Õóñàèíîâ Ì.Ã.
1Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, 420008, Êàçàíü
2Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, 422981, Êàçàíü E-mail: kol_ivanov@mail.ru
 ïîñëåäíåå âðåìÿ ÿðêî âûðàæåí èíòåðåñ ê íåîáû÷íûì ñâåðõïðîâîäÿùèì êîððå- ëÿöèÿì ýëåêòðîíîâ, îòëè÷íûì îò îáû÷íîãî ñèíãëåòíîãî ñïàðèâàíèÿ ÁÊØ ñ íóëåâûì èìïóëüñîì ïàð. Îäíèì èç òàêèõ ïðèìåðîâ ÿâëÿåòñÿ ñïàðèâàíèå ïî ìåõàíèçìó Ëàðêèíà- Îâ÷èííèêîâà-Ôóëäå-Ôåððåëëà (ËÎÔÔ) ñ îòëè÷íûì îò íóëÿ 3D èìïóëüñîì ïàð k, êîòîðîå ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíî â íàíîñòðóêòóðàõ ôåððîìàãíåòèê/ñâåðõïðîâîäíèê (F/S). Íåñìîòðÿ íà óñïåøíîå êà÷åñòâåííîå îïèñàíèå èíòåðåñíûõ ÿâëåíèé, îñòàåòñÿ ðÿä âîïðîñîâ ê òåîðèè ýôôåêòà áëèçîñòè äëÿ íàíîñòðóêòóð F/S. Âî-ïåðâûõ, áîëüøèí- ñòâî ïðåæíèõ òåîðèé ñèñòåì F/S ñïðàâåäëèâû ëèøü â ãðÿçíîì ïðåäåëå, ãäå ñîñòîÿíèå ËÎÔÔ ïðàêòè÷åñêè íå ðåàëèçóåòñÿ. Ïîýòîìó åñòü íåîáõîäèìîñòü ðàçðàáîòêè òåîðèè ýôôåêòà áëèçîñòè äëÿ ïðîèçâîëüíîé êîíöåíòðàöèè ïðèìåñåé. Âî-âòîðûõ, ïðåæíèå òåîðèè ïðåíåáðåãàëè ýëåêòðîííûìè êîððåëÿöèÿìè λf è ïàðàìåòðîì ïîðÿäêà ∆f â ñàìèõ ôåððîìàãíèòíûõ ñëîÿõ F. Èõ ó÷åò, íåñîìíåííî, ïðèâåäåò ê íîâûì ðåøåíèÿì è ñäåëàåò ôàçîâûå äèàãðàììû ñèñòåì F/S åùå áîãà÷å. Ñîñòîÿíèå ËÎÔÔ îñîáåííî ÿðêî äîëæíî ïðîÿâëÿòüñÿ â ÷èñòûõ íàíîñòðóêòóðàõ F/S, òåîðèÿ êîòîðûõ äîëæíà îñ- íîâûâàòüñÿ íà êðàåâîé çàäà÷å äëÿ ôóíêöèè Ýéëåíáåðãåðà. Â-òðåòüèõ, ïðåæíèå òåîðèè ÿâëÿþòñÿ êâàçèîäíîìåðíûìè è íå ó÷èòûâàþò ïðîñòðàíñòâåííûå èçìåíåíèÿ ïàðíîé àìïëèòóäû âäîëü F/S ãðàíèö. Ýòî ïðèâîäèò ê ìíîæåñòâåííûì îñöèëëÿöèÿì Tc â ÷è- ñòûõ ñòðóêòóðàõ F/S, êîòîðûå â ðåàëüíûõ 3D ñèñòåìàõ ñ ñèëüíûìè ôåððîìàãíåòèêàìè òèïà Fe/V, Gd/Nb íå íàáëþäàþòñÿ.
Ìèêðîñêîïè÷åñêè âûâåäåíà òðåõìåðíàÿ (3D) êðàåâàÿ çàäà÷à äëÿ ôóíêöèè Ýéëåí- áåðãåðà, ïðèãîäíàÿ äëÿ îïèñàíèÿ ýôôåêòà áëèçîñòè â íàíîñòðóêòóðàõ F/S, ãäå ñâåðõ- ïðîâîäèìîñòü îïðåäåëÿåòñÿ êîíêóðåíöèåé ñïàðèâàíèÿ ÁÊØ ñ íóëåâûì ñóììàðíûì èìïóëüñîì â S ñëîÿõ ñî ñïàðèâàíèåì ïî ìåõàíèçìó ËÎÔÔ ñ îòëè÷íûì îò íóëÿ 3D èìïóëüñîì ïàð k â F ñëîÿõ. Ïîêàçàíî, ÷òî íà ãðàíèöå ðàçäåëà F/S èìååò ìåñòî òîëüêî äëÿ ïàðíûõ àìïëèòóä îäèíàêîâîé ïðîñòðàíñòâåííîé ñèììåòðèè. Ïðè îäíîâðåìåííîé ðåàëèçàöèè äâóõ òèïîâ ñïàðèâàíèÿ ïðîöåññû âçàèìíîãî ïðåâðàùåíèÿ ìåæäó ïàðàìè ËÎÔÔ è ÁÊØ íà ãðàíèöå ðàçäåëà F/S ïðîèñõîäÿò, êàê ïðîöåññû ïåðåáðîñà ñ ó÷àñòèåì ïîâåðõíîñòíûõ ñîñòîÿíèé Èññëåäîâàíû ôàçîâûå äèàãðàììû ïîâåðõíîñòíûõ ñîñòîÿ- íèé ñî ñìåøàííûì ÁÊØ+ËÎÔÔ òèïîì ñïàðèâàíèÿ. Ïðåäñêàçàíà ñâåðõïðîâîäèìîñòü, ëîêàëèçîâàííàÿ íà ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà F/S.
Ðàáîòà ÷àñòè÷íî ïîääåðæàíà Ìèíîáðíàóêè ÐÔ (ïðîåêò 2.1.1/3199).
МНОГОЗОННОСТЬ – КЛЮЧ К ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ В АРСЕНИДАХ ЖЕЛЕЗА?
Êó÷èíñêèé Ý.Ç., Ñàäîâñêèé Ì.Â.
Èíñòèòóò ýëåêòðîôèçèêè ÓðÎ ÐÀÍ 620016, Åêàòåðèíáóðã E-mail: kuchinsk@iep.uran.ru
 ðàìêàõ ÷åòûðåõ çîííîé ìîäåëè ñâåðõïðîâîäèìîñòè â àðñåíèäàõ æåëåçà, ïðåäëî- æåííîé Áàðçûêèíûì è Ãîðüêîâûì [1], èññëåäóåòñÿ ñîîòíîøåíèå ñâåðõïðîâîäÿùèõ ùåëåé íà äûðî÷íûõ è ýëåêòðîííûõ öèëèíäðàõ ïîâåðõíîñòè Ôåðìè [2]. Ïîêàçàíî, ÷òî ýêñïåðèìåíòàëüíî íàáëþäàåìîå â ARPES ýêñïåðèìåíòàõ ñîîòíîøåíèå ùåëåé ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî òîëüêî ïðè äîñòàòî÷íî æåñòêèõ òðåáîâàíèÿõ ê âåëè÷èíàì âíóòðèçîí- íûõ è ìåæçîííûõ êîíñòàíò ñïàðèâàíèÿ. Îòëè÷èå âåëè÷èí òåìïåðàòóðû ñâåðõïðîâî- äÿùåãî ïåðåõîäà Tc â ñèñòåìàõ 1111 è 122 ìîæåò áûòü ðàçóìíî îáúÿñíåíî ðàçëè÷èåì ïàðöèàëüíûõ ïëîòíîñòåé ñîñòîÿíèé íà ðàçíûõ öèëèíäðàõ, ïîëó÷àåìûõ èç LDA ðàñ÷å- òîâ. Òàêèì îáðàçîì âåëè÷èíà Tcâ ìíîãîçîííûõ ñèñòåìàõ îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì ïàðöèàëüíûõ ïëîòíîñòåé ñîñòîÿíèé íà ðàçëè÷íûõ ëèñòàõ ïîâåðõíîñòè Ôåðìè, à íå òîëüêî ïîëíîé ïëîòíîñòüþ ñîñòîÿíèé íà óðîâíå Ôåðìè, êàê â ñòàíäàðòíîé ÁÊØ ìîäåëè. Ìíîãîçîííàÿ ýëåêòðîííàÿ ñòðóêòóðà ýòèõ ñèñòåì ïðèâîäèò ñóùåñòâåííîìó óâåëè÷åíèþ ýôôåêòèâíîé êîíñòàíòû ñïàðèâàíèÿ, îïðåäåëÿþùåé Tc, òàê ÷òî äîñòàòî÷- íî âûñîêèå çíà÷åíèÿ Tcìîãóò äîñòèãàòüñÿ äàæå ïðè äîñòàòî÷íî ñëàáîì âíóòðèçîííîì è ìåæçîííîì ñïàðèâàíèè.
1. V. Barzykin, L.P. Gorkov. Ïèñüìà â ÆÝÒÔ,88, 142 (2008) 2. E.Z. Kuchinskii, M.V. Sadovskii. Ïèñüìà â ÆÝÒÔ,89,176(2009)
ЗАТУХАНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ ПАРАМАГНОННОГО ТИПА И СПИНОВАЯ КИНЕТИКА
В ДОПИРОВАННЫХ СЛОИСТЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ОКСИДАХ МЕДИ
Ëàðèîíîâ È.À.
Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, 420008, Êàçàíü E-mail: Larionov.MRSLab@mail.ru
Ìåòîäîì ðåëàêñàöèîííûõ ôóíêöèé ïîëó÷åíî àíàëèòè÷åñêîå âûðàæåíèå äëÿ äèíà- ìè÷åñêîé ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè äâóìåðíîé ìîäåëè ñèëüíî êîððåëèðîâàííûõ íîñèòåëåé çàðÿäà è àïðîáèðîâàíî äëÿ äîïèðîâàííûõ ñëîèñòûõ êóïðàòîâ â ïàðàìàã- íèòíîì ñîñòîÿíèè. Ïðîâåäåí àíàëèç äèíàìè÷åñêîé ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè ñ ó÷åòîì âëèÿíèÿ òåïëîâîãî çàòóõàíèÿ ýëåìåíòàðíûõ âîçáóæäåíèé âèäà ñïèíîâûõ âîëí (ïàðàìàãíîíîâ) â ìàãíèòíîì îòêëèêå äîïèðîâàííûõ ñëîèñòûõ êóïðàòîâ â îáëàñòè ëåãèðîâàíèÿ îò ÷èñòîãî àíòèôåððîìàãíèòíîãî (ÀÔ) äèýëåêòðèêà, äî îïòèìàëüíî äî- ïèðîâàííîãî (ìàêñèìóìTc) ñâåðõïðîâîäíèêà. Èñïîëüçóåìîå ïðåäñòàâëåíèå êîððåêòíî äëÿ âñåõ çíà÷åíèé âîëíîâûõ âåêòîðîâ â çîíå Áðèëëþýíà.
Ìåòîä ðåëàêñàöèîííûõ ôóíêöèé øèðîêî ïðèìåíèì äëÿ îïèñàíèÿ ñâîéñòâ íåðàâ- íîâåñíûõ ñèñòåì, à Ìàðêîâñêîå ïðèáëèæåíèå (è èñïîëüçóåìîå â íàñòîÿùåé ðàáîòå åãî ÷àñòíûé ñëó÷àé – òðåõïîëþñíîå ïðèáëèæåíèå äëÿ ðåëàêñàöèîííîé ôóíêöèè) êîð-
áëèæíåãî ÀÔ ïîðÿäêà è åãî òåìïåðàòóðíàÿ è êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòè â ìàã- íèòíîì îòêëèêå, äèíàìè÷åñêîé ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè, ñëîèñòûõ êóïðàòîâ â èí- òåðâàëå ÷àñòîò îò ÿäåðíîãî ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà äî íåóïðóãîãî ðàññåÿíèÿ íåéòðîíîâ.
Ðàññ÷èòàíû âêëàäû â ñêîðîñòü ñïèí-ðåøåòî÷íîé ðåëàêñàöèè (1/T1), îáóñëîâëåííûå àíòèôåððîìàãíèòíûìè ñïèíîâûìè ôëóêòóàöèÿìè è ñïèíîâîé äèôôóçèåé. Ïîêàçà- íî, ÷òî âêëàä îò ëîêàëèçîâàííûõ ìîìåíòîâ äàæå â îáëàñòè äîïèðîâàíèÿ, áëèçêîé ê îïòèìàëüíîé, ÿâëÿåòñÿ çíà÷èòåëüíûì.
Ïðîâîäèòñÿ ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ â ïðèáëèæåíèè, ïðåíåáðåãàþ- ùèì çàòóõàíèåì è ñ ó÷åòîì òåïëîâîãî çàòóõàíèÿ ýëåìåíòàðíûõ âîçáóæäåíèé ïàðàìàã- íîííîãî âèäà ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîñòåéøåé Ëîðåíöåâîé ôîðìû äëÿ äèíàìè÷åñêîé ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè. Îáà ïðèáëèæåíèÿ îáúÿñíÿþò íàáëþäàåìûå ýêñïåðèìåí- òàëüíî îñíîâíûå îñîáåííîñòè ïîâåäåíèÿ ñêîðîñòè ñïèí-ðåøåòî÷íîé ðåëàêñàöèè è ω/Tñêåéëèíã óñðåäíåííîé ïî çîíå Áðèëëþýíà ìíèìîé ÷àñòè äèíàìè÷åñêîé ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð è ÷àñòîò îò ÿäåðíîãî ìàãíèòíî- ãî ðåçîíàíñà äî íåóïðóãîãî ðàññåÿíèÿ íåéòðîíîâ.  äîïîëíåíèè ê ïðåäøåñòâóþùèì èññëåäîâàíèÿì [2-4] ìû ïîêàçûâàåì, ÷òî áîëåå òî÷íîå îïèñàíèå, íàïðèìåð, ñïèí- ðåøåòî÷íîé ðåëàêñàöèè íà ÿäðàõ ìåäè63(1/T1) è èíòåíñèâíîñòè â ýêñïåðèìåíòàõ ïî íåóïðóãîìó ðàññåÿíèþ íåéòðîíîâ, äîñòèãàåòñÿ ïðè ó÷åòå òåïëîâîãî çàòóõàíèÿ ýëåìåí- òàðíûõ âîçáóæäåíèé âèäà ñïèíîâûõ âîëí (ïàðàìàãíîíîâ), îáóñëîâëåííîãî âëèÿíèåì äîïèðîâàííûõ äûðîê, â ñëîèñòûõ êóïðàòàõ La2−xSrxCuO4è YBa2Cu3O7−δ.
1. Balucani U., Lee M.H. and Tognetti V., Phys. Rep.373, 409 (2003) 2. Larionov I.A., Phys. Rev. B69, 214525 (2004)
3. Larionov I.A., Phys. Rev. B72, 094505 (2005) 4. Larionov I.A., Phys. Rev. B76, 224503 (2007)
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ D- И S- КОМПОНЕНТ ЩЕЛИ В YBa2Cu3O7
Åðåìèí Ì.Â.,Ìàëàõîâ Ì.À., Ëàðèîíîâ È.À.
Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, 420008, Êàçàíü E-mail: MMalakhov89@yandex.ru
×èñëåííî ðåøåíû óðàâíåíèÿ ÁÊØ äëÿ ñâåðõïðîâîäíèêà YBa2Cu3O7 â ïðåäïî- ëîæåíèè, ÷òî ïîòåíöèàë ñïàðèâàíèÿ íîñèòåëåé òîêà â êóïåðîâñêèå ïàðû, ãëàâíûì îáðàçîì, ÿâëÿåòñÿ êîðîòêîäåéñòâóþùèì (ñóïåðîáìåí).  òåòðàãîíàëüíîì ïðåäåëå, êîãäà õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë ðàñïîëàãàåòñÿ â îáëàñòè öåíòðà çîíû, ïàðàìåòð ïðÿä- êà èìååò ñèììåòðèþ d- òèïà [1-3], ò.å. ∆k = ∆0(T)(coskxa− coskya)/2. Ðàññ÷èòàííàÿ òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ïàðàìåòðà ùåëè ∆0(T) õîðîøî àïðîêñèìèðóþòñÿ ôîðìó- ëîé âèäà: ∆0(T) = ∆0tanh(α√
[Tc/T]−1), ãäå α ' 1.76. Ïðè ó÷åòå ðîìáè÷åñêèõ èñêà- æåíèé êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ïàðàìåòð ïîðÿäêà ñòàíîâèòñÿ òðåõêîìïîíåíòíûì:
∆k(T) = ∆x(T) coskxa −∆y(T) coskya + ∆s(T). Íàéäåíî, ÷òî òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü êîìïîíåíòû∆s(T), îáóñëîâëåííîé âçàèìîäåéñòâèåì êâàçè÷àñòèö ÷åðåç ïîëå ôîíîíîâ, â îáùåì ñëó÷àå, îêàçûâàåòñÿ íåìîíîòîííîé.
 êóïðàòàõ çàêîí äèñïåðñèè êâàçè÷àñòèö ñîäåðæèò ñïèí-ñïèíîâûå êîððåëÿòîðû hSz0Sz1i è õàðòðè-ôîêîâñêèå ïîïðàâêè: Òàê, ýôôåêòèâíûé èíòåãðàë ïåðåñêîêà ìåæäó ïåðâûìè ñîñåäÿìè ïðèT <Tcîïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé [4]
ãäå J1 èG1 ïàðàìåòðû âçàèìîäåéñòâèé, ñîîòâåòñòâåííî îáìåííîãî è òèïà ïëîòíîñòü- ïëîòíîñòü, Ft – ïàðàìåòð ìîëåêóëÿðíîãî ïîëÿ, îáóñëîâëåííîãî êèíåìàòè÷åñêèì âçà- èìîäåéñòâèåì.  ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçå êóïðàòîâ ñïèí-ñïèíîâûå êîððåëÿöèè àíòè- ôåððîìàãíèòíîãî õàðàêòåðà óñèëèâàþòñÿ. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ îòíîøåíèÿ 2∆0/kBTc ïî ñðàâíåíèþ ñ òåì, ÷òî èìååò ìåñòî â îáû÷íîì ïîäõîäå ÁÊØ.
Íàñêîëüêî ìû çíàåì, òàêîé ìåõàíèçì óâåëè÷åíèÿ îòíîøåíèÿ2∆0/kBTcðàíåå íå èññëå- äîâàëñÿ.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ÐÔÔÈ, Ãðàíò- 09-02-00777-a.
1. Í. Ì. Ïëàêèäà, Âûñîêîòåìïåðàòóðíûå ñâåðõïðîâîäíèêè, Ìîñêâà, Ìåæäóíàðîäíàÿ ïðîãðàììà îáðà- çîâàíèÿ, ñ. 237 (1996)
2. Ì. Â. Åðåìèí, È. À. Ëàðèîíîâ, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ62, 192 (1995) 3. Å. È. Øíåéäåð, Ñ. Ã. Îâ÷èííèêîâ, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ,83, 492 (2006) 4. Ì. Â. Åðåìèí, À. À. Àëååâ è È. Ì. Åð¸ìèí, ÆÝÒÔ,133, 862 (2008)
ПСЕВДОЩЕЛЕВАЯ ФАЗА ВТСП КУПРАТОВ В DMFT+Σk
Íåêðàñîâ È.À., Êó÷èíñêèé Ý.Ç., Ñàäîâñèé Ì.Â.
Èíñòèòóò ýëåêòðîôèçèêè ÓðÎ ÐÀÍ, 620046, Åêàòåðèíáóðã, óë. Àìóíäñåíà, 106 E-mail: nekrasov@iep.uran.ru
Îäíèì èç íàèáîëåå èçâåñòíûõ ôèçè÷åñêèõ ôåíîìåíîâ äëÿ ÂÒÑÏ ñèñòåì ÿâëÿåòñÿ òàê íàçûâàåìàÿ ïñåâäîùåëåâàÿ ôàçà[1]. Çäåñü ìû ïðåäñòàâëÿåì îáçîð íàøèõ íåäàâ- íèõ ðàáîò ïî ïñåâäîëùåëåâûì ýôôåêòàì â ÂÒÑÏ êóïðàòàõ â ïðèñóòñòâèè ñèëüíûõ êóëîíîâñêèõ ýëåêòðîííûõ êîððåëÿöèé, âûïîëíåííûõ â ðàìêàõ ãèáðèäíûõ ðàñ÷åòíûõ ñõåì DMFT+Σk[2] è LDA+DMFT+Σk[3]. Îáå ðàñ÷åòíûå ñõåìû ÿâëÿþòñÿ îáîáùåíè- åì îáùåïðèíÿòîé òåîðèè äèíàìè÷åñêîãî ïîëÿ DMFT[4], êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò íàéòè òî÷íîå ðåøåíèå ìîäåëè Õàááàðäà â ïðåäåëå áåñêîíå÷íîé ðàçìåðíîñòè ïðîñòðàí- ñòâà. Äëÿ ó÷åòà ïðîñòðàíñòâåííûõ ýôôåêòîâ, ñóùåñòâåííûõ â äâóìåðíîì ñëó÷àå è èãðàþùèõ âàæíóþ ðîëü â ÂÒÑÏ êóïðàòàõ, ìû àääèòèâíî ââåëè â DMFT «âíåøíþþ»
k-çàâèñÿùóþ ñîáñòâåííî-ýíåðãåòè÷åñêóþ ÷àñòüΣk.  ñëó÷àå ïñåâäîùåëåâîãî ñîñòîÿíèÿ Σk îïèñûâàåò âçàèìîäåéñòâèå ñèëüíî-êîððåëèðîâàííûõ ýëåêòðîíîâ ñ íåëîêàëüíûìè êâàçè-ñòàòè÷åñêèìè êîëëåêòèâíûìè ãàéçåíáåðãîâñêèìè AFM èëè CDW ñïèíîâûìè ôëóêòóàöèÿìè áëèæíåãî ïîðÿäêà[5].
Ìåòîäîì DMFT+Σkíàìè áûëî ïîëó÷åíî ÷àñòè÷íîå ðàçðóøåíèå ïîûåðõíîñòè Ôåð- ìè (ÏÔ) [6] è ôîðìèðîâàíèÿ ïðè ýòîì òàê íàçûâàåìûõ Ôåðìè-àðîê, êîòîðûå íàáëþ- äàþòñÿ â ARPES ýêñïåðèìåíòàõ. Òàêæå DMFT+Σk ïîäõîä ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü äâóõ÷à- ñòè÷íûå ýëåêòðîííûå õàðàêòåðèñòèêè, íàïðèìåð, îïòè÷åñêóþ ïðîâîäèìîñòü[8].
Ïîäõîä LDA+DMFT+Σk áûë èñïîëüçîâàí íàìè äëÿ îïèñàíèÿ ðÿäà êëàññè÷åñêèõ ÂÒÑÏ ñèñòåì â ïñåâäîùåëåâîé ôàçå: äûðî÷íî ëåãèðîâàíãíîãî Bi2Sr2CaCu2O8−δ(Bi2212) [3] è ýëåêòðîííî ëåãèðîâàííîãî Nd2−xCexCuO4 (NCCO)[8]. Ïîêàçàíî êà÷åñòâåííîå îòëè÷èå ÏÔ äëÿ äàííûõ ñèñòåì, ñâÿçàííîå ñ ðàçëè÷íûì ïîëîæåíèåì ãîðÿ÷èõ òî÷åê îòíîñèòåëüíî ãðàíèö ïåðâîé çîíû Áðèëëþåíà, ÷òî â ñâîþ î÷åðåäü îáóñëîâëåíî çîííîé ñòðóêòóðîé äàííûõ ñèñòåì.  ñëåäñòâèå ÷åãî äëÿ Bi2212 íàáëþäàþòñÿ òîëüêî ÷åòêî âûðàæåííûå Ôåðìè-àðêè, â òî âðåìÿ êàê äëÿ NCCO õîðîøî âèäíû è Ôåðìè-àðêè è ñàìè ãîðÿ÷èå òî÷êè. Àíàëîãè÷íàÿ êàðòèíà áûëà ïîëó÷åíà äëÿ ýëåêòðîííî Pr2−xCexCuO4
1. T. Timusk, B. Statt, Rep. Progr. Phys.,62, 61 (1999); M.V. Sadovskii, Phys. Usp.44, 515 (2001)
2. M.V. Sadovskii et al., Phys. Rev. B72, 155105 (2005); E.Z. Kuchinskii, I.A. Nekrasov, M.V. Sadovskii, Low Temperature Physics32, 398 (2006)
3. E.Z. Kuchinskii, I.A. Nekrasov, Z.I. Pchelkina, M.V. Sadovskii, JETP104, 792 (2007) 4. A. Georges, G. Kotliar, W. Krauth and M.J. Rozenberg, Rev. Mod. Phys.68, 13 (1996)
5. J. Schmalian, D. Pines, B.Stojkovic, Phys. Rev. B60, 667 (1999); E.Z. Kuchinskii, M.V. Sadovskii, JETP88, 347 (1999)
6. E.Z. Kuchinskii, I.A. Nekrasov, M.V. Sadovskii, JETP Lett.82, 198 (2005) 7. E.Z. Kuchinskii, I.A. Nekrasov, M.V. Sadovskii, Phys. Rev. B75, 115102 (2007) 8. E.E. Kokorina, et al. JETP107, 818 (2008)
9. I.A. Nekrasov et al., Phys. Rev. B80115124(R) (2009) 10. I.A. Nekrasovet al. arXiv:cond-mat/0911.1196
ВЛИЯНИЕ БЛИЖНЕГО МАГНИТНОГО ПОРЯДКА НА НОРМАЛЬНЫЕ И СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СВОЙСТВА ВТСП КУПРАТОВ
В РЕЖИМЕ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ КОРРЕЛЯЦИЙ
Îâ÷èííèêîâ Ñ.Ã.
Èíñòèòóò ôèçèêè èì. Ë.Â. Êèðåíñêîãî ÑÎ ÐÀÍ, 660036, Êðàñíîÿðñê E-mail: sgo@iph.krasn.ru
 ðåæèìå ñèëüíûõ êîððåëÿöèé t−t0 −t00− J∗ ìîäåëü ñ òðåìÿ ïàðàìåòðàìè ïåðå- ñêîêà âûâîäèòüñÿ èç ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåîðèè ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû êóïðàòîâ ñ îäíèì CuO2 ñëîåì â ÿ÷åéêå. Âñå ïàðàìåòðû ìîäåëè (èíòåãðàëû ïåðåñêîêîâ t, t0, t00 è îáìåí J) âû÷èñëåíû èç ïåðâîïðèíöèïíîãî LDA+GTB ïîäõîäà. Ðàññìîòðåíû äâà ìåõàíèçìà êîíöåíòðàöèîííîé çàâèñèìîñòè çîííîé ñòðóêòóðû, îäíîýëåêòðîííûé è ìíîãîýëåêòðîííûé.  ðåçóëüòàòå ñàìîñîãëàñîâàííîãî ðàñ÷åòà ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû è ñïèíîâûõ êîððåëÿöèîííûõ ôóíêöèé èçîòðîïíîé ñïèíîâîé æèäêîñòè â îáîáùåííîì ïðèáëèæåíèè Õàðòðè-Ôîêà äëÿt−t0−t00−J∗ìîäåëè ïîëó÷åíû êîíöåíòðàöèîííûå çàâèñè- ìîñòè ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû áëèæíåãî àíòèôåððîìàãíèòíîãî ïîðÿäêà. Ïîâåðõíîñòè Ôåðìè ñðàâíèâàþòñÿ ñ ARPES äàííûìè äëÿp- èn- òèïà êóïðàòîâ. Ïîêàçàíî, ÷òî ýâîëþ- öèÿ ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû îò íåäîïèðîâàííîãî äèýëåêòðèêà ê ôåðìè-æèäêîñòíîìó ñèëüíî äîïèðîâàííîìó ìåòàëëó ïðîèñõîäèò ÷åðåç äâà êâàíòîâûõ ôàçîâûõ ïåðåõîäà Ëèôøèöà ñ èçìåíåíèåì òîïîëîãèè ïîâåðõíîñòè Ôåðìè [1]. Äëÿ ñâåðõïðîâîäÿùåé ùåëèdx2−y2 ñèììåòðèè ïîñòðîåíà òåîðèÿ ñðåäíåãî ïîëÿ ñ îäíîâðåìåííûì ó÷åòîì ìàã- íèòíîãî è ôîíîííîãî ìåõàíèçìîâ ñïàðèâàíèÿ. Òåîðèÿ ñîäåðæèò âñåãî îäèí ýìïèðè-
÷åñêèé ïàðàìåòð — ðåçóëüòàòèðóþùèé ïàðàìåòð ýëåêòðîí-ôîíîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ G. Äëÿ åãî íàõîæäåíèÿ ðàññ÷èòàí èçîòîï-ýôôåêò, ñðàâíåíèå ñ ýêñïåðèìåíòîì äàëî G= 1.1J. Ïðè òàêîìGîêàçàëîñü, ÷òî íåò äîìèíèðóþùåãî ìåõàíèçìà ñïàðèâàíèÿ, îíè îáà îäíîãî ïîðÿäêà [2].
1. Ñ.Ã. Îâ÷èííèêîâ, Ì.Ì. Êîðøóíîâ, Å.È. Øíåéäåð, ÆÝÒÔ,136, 898-909 (2009) 2. Å.È. Øíåéäåð, Ñ.Ã. Îâ÷èííèêîâ, ÆÝÒÔ,136, âûï.6,12, (2009)
УЧЕТ ПСЕВДОЩЕЛЕВЫХ ЭФФЕКТОВ В ТРЕХЗОННОЙ МОДЕЛИ ЭМЕРИ:
DMFT+Σk ПОДХОД
Ïàâëîâ Í.Ñ., Íåêðàñîâ È.À., Êó÷èíñêèé Ý.Ç., Ñàäîâñêèé Ì.Â.
Èíñòèòóò ýëåêòðîôèçèêè ÓðÎ ÐÀÍ, 620046, Åêàòåðèíáóðã, óë. Àìóíäñåíà, 106 E-mail: pavlovns@gmail.com
Âûñîêîòåìïåðàòóðíûå ñâåðõïðîâîäíèêè (ÂÒÑÏ) äî ñèõ ïîð îñòàþòñÿ îäíîé èç îñíîâíûõ îáëàñòåé èññëåäîâàíèÿ â ôèçèêå êîíäåíñèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà.
Íà äàííûé ìîìåíò íå ñóùåñòâóåò åäèíîé òåîðèè îïèñûâàþùåé ÂÒÑÏ ñîåäèíåíèÿ.
Íàìè âûïîëíåíà ðàáîòû ïî èçó÷åíèþ ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû êóïðàòîâ âáëèçè óðîâíÿ Ôåðìè. Äëÿ îïèñàíèÿ ñèëüíîé ãèáðèäèçîâàííûõ 3d çîíû ìåäè è 2p çîíû êèñ- ëîðîäà áûëà èñïîëüçîâàíà ìèíèìàëüíàÿ ìîäåëü, îïèñûâàþùàÿ äàííûå ñîåäèíåíèÿ, – òð¸õçîííàÿ ìîäåëü Ýìåðè [1]. Ó÷¸ò ñèëüíûõ êîððåëÿöèé, õàðàêòåðíûõ äëÿ ÂÒÑÏ ñèñòåì, ïðîèçâîäèëñÿ ÷åðåç ìîäåëü Õàááàðäà, ðåøàåìîé â ðàìêàõ òåîðèè äèíàìè÷å- ñêîãî ñðåäíåãî ïîëÿ (DMFT). Ìîäåëüíûå ïàðàìåòðû òàêèå, êàê èíòåãðàë ïåðåñêîêà, ýíåðãèè ñîñòîÿíèé è êóëîíîâñêîå âçàèìîäåéñòâèå íà 3d îðáèòàëè ìåäè, áûëè âûáðàíû îáùèìè, èñõîäÿ èç LDA ðàñ÷¸òîâ ðåàëüíûõ ñîåäèíåíèé [2]. Äëÿ îáíàðóæåíèÿ âëèÿíèÿ ïñåâäîùåëåâîãî ñîñòîÿíèÿ ÂÒÑÏ ñîåäèíåíèé íà ýëåêòðîííóþ ñòðóêòóðó íåîáõîäèì ó÷¸ò ïðîñòðàíñòâåííîé äèñïåðñèè (íåëîêàëüíîñòü ÑÝ×), êîòîðûé áûë îñóùåñòâë¸í ÷å- ðåçk-çàâèñÿùóþ ñîáñòâåííî ýíåðãåòè÷åñêóþ ÷àñòü (ÑÝ×), â ðàìêàõ DMFT+Σkïîäõîäà [3].
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷¸òîâ ïîêàçàëè, ÷òî âîçíèêàåò ñèëüíàÿ çàâèñèìîñòü ïîëîæåíèÿ çîí è êàê ñëåäñòâèå ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ (ìåòàëëè÷åñêîãî èëè äèýëåêòðè÷åñêîãî) îò âåëè-
÷èíû ýíåðãèè double-counting (Edc), íåîáõîäèìîé äëÿ DMFT ðàñ÷¸òà.  ìåòàëëè÷åñêîì ñëó÷àå âåëè÷èíû ïëîòíîñòåé ñîñòîÿíèé îêîëî óðîâíÿ Ôåðìè 3d ýëåêòðîíîâ ìåäè è 2pýëåêòðîíîâ êèñëîðîäà îêàçûâàþòñÿ ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâûìè. Äàííûå ñîñòîÿíèÿ îáðàçóþò óçêèé êâàçè÷àñòè÷íûé ïèê (QU.P.) íà óðîâíå Ôåðìè â ñèíãëåòå Æàíãà-Ðàéñà (Z.R.S.) â ñëó÷àå äûðî÷íîãî ëåãèðîâàíèÿ è â âåðõíåé õàááàðäîâñêîé çîíå (U.H.B.) – ýëåêòðîííîå ëåãèðîâàíèå, õîòÿ QU.P. ïèê íå âñåãäà âûäåëÿåòñÿ ïðè ìàëîé ýíåðãèèEdc. Ïðè âêëþ÷åíèè ïñåâäîùåëåâîãî âêëàäà ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé QU.P., è óìåíüøàåòñÿ ðàññòîÿíèÿ ìåæäó QU.P. è Z.R.S., òåì áîëüøå, ÷åì áëèæå ïî- âåðõíîñòü Ôåðìè ëåæèò ê äèàãîíàëè, ïðè óìåíüøåíèèEdc. Òàêæå ïðîèñõîäèò ñóæåíèå U.H.B., óìåíüøåíèå å¸ ïëîòíîñòè è ïðèáëèæåíèå ïèêà çîíû ê óðîâíþ Ôåðìè.
Ðåçóëüòàòû DMFT+Σkðàñ÷¸òà ïîêàçàëè, ÷òî íà ïîâåðõíîñòè Ôåðìè (ÏÔ) äëÿ çàïîë- íåíèÿ, ïðè êîòîðîì ÏÔ ñå÷¸òñÿ äèàãîíàëüþ, âîçíèêàåò õàðàêòåðíîå å¸ ðàçðóøåíèå áëèæå ê êðàÿì çîíû Áðèëëþýíà. Áîëåå õîðîøî âèäíû ïñåâäîùåëåâûå ýôôåêòû íà ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòè, ãäå ïðîÿâëÿåòñÿ ðàñùåïëåíèå çîíû, ïåðåñåêàþùåé óðîâåíü Ôåðìè, â òî÷êàõ áëèçêèõ ê (π,0).
Ïîñêîëüêó íà óðîâåíü Ôåðìè ïîïàäàåò ñèëüíî ãèáðèäèçîâàííàÿ çîíà 3d ñîñòîÿ- íèé ìåäè è 2p ñîñòîÿíèé êèñëîðîäà, âëèÿíèå ïñåâäîùåëåâîãî âêëàäà íà ñîñòîÿíèÿ êèñëîðîäà îêàçûâàåòñÿ ñóùåñòâåííûì.
Ðåçóëüòàòû ðàáîòû ñîãëàñóþòñÿ ñ ôèçè÷åñêèìè ïðåäñòàâëåíèÿìè è äðóãèìè ðàáî- òàìè ïî äàííîé òåìàòèêå [2,4].
1. V.J. Emery, Phys. Rev. Lett.58, 2794 (1987)
2. Zolfl M.B., Maier Th., Pruschke Th., Keller V., Eur. Phys. J. B13, 47 (2000)
3. M.V. Sadovskii, I.A. Nekrasov, E.Z. Kuchinskii, Th. Pruschke, and V.I. Anisimov, Phys. Rev. B72, 155105 (2005)
СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ FeSe1−x
Ñêîðèêîâ Í.À.1, Êóðìàåâ Ý.Ç.1, ÌàêËåîä Äæ.À.2, Ôèíêåëüøòåéí Ë.Ä.1, ̸âèñ À.2, Êîðîòèí Ì.À.1, Èçþìîâ Þ.À.1, Êñè Þ.Ë.3, Âó Ã.3, ×åí Õ.Ø.3
1Èíñòèòóò ôèçèêè ìåòàëëîâ ÓðÎ ÐÀÍ, 620041, Åêàòåðèíáóðã
2University of Saskatchewan,Saskatoon, SK S7N 5E2, Canada
3University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026 E-mail: skorikov@ifmlrs.uran.ru
Ñðàâíèòåëüíî íåäàâíî áûë îáíàðóæåí ñâåðõïðîâîäÿùèé ïåðåõîä â ñîåäèíåíèè FeSe. Äàííîå ñîåäèíåíèå ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè íå ÿâëÿåòñÿ ñâåðõïðîâîäÿùèì, îäíàêî ñâåðõïðîâîäèìîñòü âîçíèêàåò ïîä äàâëåíèåì, ëèáî ïðè îòêëîíåíèè îò ñòå- õèîìåòðèè â ñòîðîíó óìåíüøåíèÿ êîíöåíòðàöèè ñåëåíà. Òàê, â ñîåäèíåíèè FeSe1−x
ïðè x=0.12 îáíàðóæåíà ñâåðõïðîâîäèìîñòü ñ Tc=8 K [1]. Ïîä äàâëåíèåì P=1.48 ÃÏà ñâåðõïðîâîäÿùèé ïåðåõîä ïðîèñõîäèò ïðè òåìïåðàòóðåTc=27 K [2]. Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà FeSe â òåòðàãîíàëüíîé ôàçå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñëîè Fe2Se2, àòîìû Fe îá- ðàçóþò êâàäðàòíóþ ðåøåòêó, ïðè÷åì êàæäûé àòîì Fe íàõîäèòñÿ â òåòðàýäðè÷åñêîì îêðóæåíèè àòîìîâ Se. Ñóùåñòâóþò äâå ìîäåëè, îïèñûâàþùèå êðèñòàëëè÷åñêóþ ñòðóê- òóðó FeSe ñ äåôèöèòîì ñåëåíà: âàêàíñèè â ïîäðåøåòêå ñåëåíà è èçáûòî÷íûå àòîìû æåëåçà â ìåæäîóçëèÿõ. Ðàçëè÷íûå àâòîðû ïðèäåðæèâàþòñÿ ðàçíûõ òî÷åê çðåíèÿ íà êðèñòàëëè÷åñêóþ ñòðóêòóðó FeSe1−x[3,4].
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû FeSe1−x áûëè ñêîíñòðóèðîâàíû äâå ñâåðõÿ÷åéêè FeSe, â îäíîé èç êîòîðûõ áûëè ñîçäàíû âàêàíñèè â ïîäðåøåòêå ñåëåíà, à â äðóãîé âíåäðåíû äîïîëíèòåëüíûå àòîìû æåëåçà â ìåæäîóçëèÿ ñåëåíîâîé ïëîñêîñòè. Äëÿ ïîëó÷åííûõ ñòðóêòóð áûëà âûïîëíåíà ïðîöåäóðà ðåøåòî÷íîé ðåëàêñàöèè è çàòåì ïðîâåäåíû çîí- íûå ðàñ÷åòû.  êà÷åñòâå ìåòîäà ðàñ÷åòîâ èñïîëüçîâàëñÿ ïîëíîïîòåíöèàëüíûé ìåòîä ëèíåàðèçîâàííûõ ïðèñîåäèíåííûõ ïëîñêèõ âîëí (FP-LAPW) [5].
Ñîïîñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà çîííîé ñòðóêòóðû ñ ðåíòãåíîâñêèìè ôîòîýìèñ- ñèîííûìè è ôîòîýëåêòðîííûìè ñïåêòðàìè ïîêàçûâàåò, ÷òî áîëåå âåðîÿòíîé ÿâëÿåòñÿ êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà ñ èçáûòî÷íûìè àòîìàìè æåëåçà â ìåæäîóçëèÿõ. Ñîîòíî- øåíèå èíòåíñèâíîñòåé L2 è L3 ïèêîâ â íåðåçîíàíñíîì Fe L2,3 ýìèññèîííîì ñïåêòðå óêàçûâàåò, ÷òî ïðè âûñîêîé ñòåïåíè îòêëîíåíèÿ îò ñòåõèîìåòðèè (íàïðèìåð FeSe1/2) íàáëþäàåòñÿ ôîðìèðîâàíèå êëàñòåðîâ æåëåçà â èñõîäíîé ðåøåòêå.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ïðîåêòà ÐÔÔÈ 08-02-00148-à è ãðàíòà ïðåçèäåíòà ÐÔ ÌÊ-360.2009.2.
1. Hsu F.-C. et al, Proc. Natl Acad. Sci.,105, 14262 (2008) 2. Mizuguchi Y., et al, Appl. Phys. Lett.93, 152505 (2008) 3. Lee K.-W., et al, Phys. Rev. B,78, 174502 (2008) 4. Bao W. et al, Phys. Rev. Lett.,102, 247001 (2009)
5. P. Blaha et al, WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Karlheinz Schwarz, Techn. Universitat Wien, Austria)