Флуктуационная проводимость и псевдощель в высокотемпературных сверхпроводниках YBCO (Обзор)

Abstract

Приведен обзор значительной части теоретических и экспериментальных работ, отражающих современное состояние исследований высокотемпературной сверхпроводимости и такого необычного явления, как псевдощель в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). Рассмотрена концепция локальных пар в системах с малой и промежуточной плотностью носителей заряда, к которым можно отнести и ВТСП. Экспериментальная часть базируется главным образом на исследовании избыточной и флуктуационной проводимости (ФП) в тонких эпитаксиальных пленках YВа₂Сu₃O₇-y (YBCO) и Y₁-xРrxВа₂Сu₃O₇-y (YPrBCO). Предложен и экспериментально проверен новый подход к анализу как ФП, так и псевдощели в таких высокотемпературных системах. Подход основан на представлении о том, что в ВТСП при температурах, значительно превышающих критическую Тс, избыточная проводимость σ′(Т) формируется в результате образования парных состояний в виде невзаимодействующих сильно связанных бозонов, демонстрирующих при уменьшении температуры переход от режима локальных пар, подчиняющихся теории бозе-эйнштейновской конденсации, к режиму флуктуационных куперовских пар, подчиняющихся теории БКШ

Наведено огляд значної частини теоретичних і експериментальних робіт, що відбивають сучасний стан досліджень високотемпературної надпровідності й такого незвичайного явища, як псевдощілина у високотемпературних надпровідниках (ВТНП). Розглянуто концепцію локальних пар у системах з малою та проміжною щільністю носіїв заряду, до яких можна віднести й ВТНП. Експериментальна частина головним чином базується на дослідженні надлишкової та флуктуаційної провідності (ФП) у тонких епітаксіальних плівках YВа₂Сu₃O₇-y (YBCO) і Y₁-xРrxВа₂Сu₃O₇-y (YPrBCO). Запропоновано й експериментально перевірено новий підхід до аналізу як ФП, так і псевдощілини в таких високотемпературних системах. Підхід заснований на поданні про те, що у ВТНП при температурах, значно перевищуючих критичну Тс, надлишкова провідність σ′(Т) формується в результаті утворення парних станів у вигляді невзаємодіючих сильно зв'язаних бозонів, що демонструють при зменшенні температури перехід від режиму локальних пар, що підкоряються теорії бозе-ейнштейнівської конденсації, до режиму флуктуаційних куперівських пар, що підкоряються теорії БКШ.

Some theoretical and experimental papers reflecting the current status of investigation of high temperature superconductivity and such an unusual phenomenon as a pseudogap in high-Tc superconductors (HTSC) are reviewed. The concept of local pairs in systems with low and intermediate density of current carriers (among these are HTSC) is considered. The experimental part is mainly based on the study of excess fluctuation conductivity (FC) in thin epitaxial films of YВа₂Сu₃O₇-y (YBCO) and Y₁-xРrxВа₂Сu₃O₇-y (YPrBCO). Proposed and experimentally justified is a new approach to the analysis of FC and pseudogap in such high-Tc systems. The approach is based on the assumption that in HTSC at temperatures well above Tc the excess conductivity σ′(T) appears as a result of the formation of paired states in the form of noninteracting strongly coupled bosones. As the temperature is decreased, these occurs a crossover from the regime of local pairs which obey the theory of Bose-Einstain condensation to a regime of fluctuating Cooper pairs following the BCS theory.