О двух типах вихреподобных возбуждений в псевдощелевом состоянии недостаточно допированного ВТСП

Abstract

Для U-страйпов псевдощелевого состояния недостаточно допированных купратных ВТСП обсуждается модель переноса заряда, топологически совместимая с антиферромагнетизмом. Страйповая структура плоскости СuО₂ при T< T*(p) позволяет предположить, что при допировании ионы Cu²⁺ локализуют дырки, образуя плоские немагнитные «молекулы» Cu³⁺O²⁻₄ с невырожденным А-состоянием иона Cu³⁺. Показано, что в U-страйпах вибронные A E переходы ионов Cu³⁺ в вырожденное E-состояние иона Cu²⁺ происходят с выделением энергии U, что при Tf(p) ≤ T≤ T*(p) приводит к появлению двумерного газа «запиннингованных» комплексами Cu↑²⁺ O₄²⁻ (или Cu↓²⁺O₄²⁻) вихрей и антивихрей. Понижение температуры T< Tf(p) приводит к переходу U-страйпов в состояние вихревого двумерного металла с нефермиевскими носителями заряда (подвижными двумерными вихрями и антивихрями), совместимыми с антиферромагнитным порядком плоскости СuО₂. С развитием двумерных сверхпроводящих флуктуаций при T2d(p) ≤ T≤ T*(p) спаривание вихрей и антивихрей перенормирует константу межплоскостного воздействия и размерный кроссовер 2D 3D происходит раньше, чем переход Березинского–Костерлица–Таулесса. При дальнейшем понижении температуры сверхпроводящий переход происходит по сценарию Каца при Tc> TBKT с ограниченным интервалом 3D сверхпроводящих флуктуаций. Показано, что двухкомпонентная модель носителей заряда, топологически совместимых с антиферромагнетизмом допированной плоскости СuО₂, согласуется с наблюдением электрических сигналов при T2d ≤ T≤ T*(p) (Y. Wang et al., Phys. Rev. B64, 224519 (2001)).

Для U-страйпів псевдощілинного стану недостатньо допованих купратних ВТНП обговорюється модель носіїв заряду, топологично сумісна з антиферомагнетизмом. Страйпова структура площини СuО₂ при T< T*(p) дозволяє припустити, що при допуванні іони Cu²⁺ локалізують дірки, які утворюють плоскі немагнітні «молекули» CCu³⁺O²⁻₄ з невиродженим А-станом іона Cu³⁺. Показано, що в U-страйпах вибронні A E переходи іонів Cu³⁺ у вироджений E-стан іона Cu²⁺ відбуваються з виділенням енергії U, що при Tf(p) ≤ T≤ T*(p) приводить до появи двовимірного газу «запінингованих» комплексами Cu↑²⁺ O₄²⁻ (або Cu↓²⁺O₄²⁻) вихорів та антивихорів. Зниження температури T< Tf(p) приводить до переходу U-страйпів у стан вихорового двовимірного металу з нефермієвськими носіями заряду (рухливими двовимірними вихорами й антивихорами), сумісними з антиферомагнітним порядком площини СuО₂. З розвитком двовимірних надпровідних флуктуацій при T2d(p) ≤ T≤ T*(p) спарювання вихорів та антивихорів перенормує константу міжплоскістної взаємодії, і розмірний кросовер 2D 3D відбувається раніше, ніж перехід Березинського–Костерлица–Таулесса. При подальшому зниженні температури надпровідний перехід відбувається за сценарієм Каца при Tc> TBKT з обмеженим інтервалом 3D надпровідних флуктуацій. Показано, що двокомпонентна модель носіїв заряду, топологично сумісних з антиферомагнетизмом допованої площини СuО₂, погодиться зі спостереженням електричних сигналів при T2d ≤ T≤ T*(p) (Y. Wang et al., Phys. Rev. B64, 224519 (2001)).

A two-component model of charge carriers topologically consistent with the antiferromagnetic nature of the doped СuО₂ planes is discussed for the pseudogap state of underdoped cuprate HTS at T< T*(p) . The stripe structure of СuО₂ planes suggests that at doping the captured holes are localized by the Cu²⁺ ions that leads to creation of nonmagnetic «molecules» Cu³⁺O²⁻₄ with a nondegenerate A-state of the Cu³⁺ ion. For U-stripes the A E transitions of the Cu³⁺ ions into a degenerate E-state of the Cu²⁺ ions occur with the release of energy U, giving rise to two-dimensional vortices (or antivortices) «pinned» by complexes Cu↑²⁺ O₄²⁻ (or Cu↓²⁺O₄²⁻). A decrease in temperature Tf(p) ≤ T≤ T*(p) causes the U-stripes to make transition to a two-dimensional vortex-metal state with nonfermion charge carriers (movable 2D vortices and antivortices) which are consistent with the antiferromagnetic order of theCu³⁺O²⁻₄ plane. The development of 2D superconducting fluctuations at the vortex—antivortex pairing at T ≤ T2d renormalizes the interplane tunneling constant, and the dimensional 2D 3D crossover occurs prior to the Berezinskij—Kosterlits—Thouless transition TBKT. On further temperature lowering, the superconducting transition occurs by the Kats scenario at Tc> TBKT with a limited interval of 3D superconducting fluctuations. It is shown that in zero magnetic field the effect of thermal gradient can lead to the observation of electric signals (Y. Wang et al., Phys. Rev. B64, 224519 (2001)) at T2d ≤ T≤ T*(p) only for the two-component model of charge carriers which are topologically consistent with the antiferromagnetic nature of doped СuО₂ planes.