Физики связывают псевдозазор в купратах с парами электронов
Исследование показывает связь между псевдозазором в сверхпроводниках на основе купратов и образованием пар электронов, что важно для понимания высокотемпературной сверхпроводимости.
Группа физиков под руководством Милана Аллана из Мюнхенского университета имени Людвига Максимилиана и Ингмара Сварта из Университета Утрехта сделала значительные шаги в понимании сверхпроводников на основе купратов. Их результаты, опубликованные в журнале Science, показывают связь между явлением псевдозазора и образованием пар электронов. Купраты известны своей способностью переходить в сверхпроводящее состояние при более высоких температурах, чем традиционные материалы, однако механизмы этого явления остаются неясными. Исследователи сосредоточились на псевдозазоре, состоянии, при котором на определенных энергетических уровнях фиксируется меньшее количество электронов.
Для исследования команда изучала кристаллы купрата BSCCO, охлажденные до нескольких градусов выше абсолютного нуля. Они использовали сканирующий туннельный микроскоп для измерения так называемого «шумового тока», который отражает небольшие колебания электрического тока, вызванные отдельными зарядами. Ожидалось, что когда два электрона движутся вместе как пары Купера, уровень шума увеличится. Удивительно, но исследователи обнаружили, что дополнительный шум начал расти именно на уровне энергии, соответствующем местному псевдозазору, а не только на уровнях, связанных с сверхпроводимостью.
Эта корреляция была последовательной для образцов с различными химическими составами. Чтобы дополнительно подтвердить свои выводы, исследователи подвергли кристаллы магнитным полям до шести тесла, что подавляет образование пар, сохраняя при этом общую картину недостающих электронов. С увеличением силы магнитного поля уровень шума снижался до значений, характерных для отдельных электронов, что подтверждало идею о том, что связывание электронов действительно связано с псевдозазором.
Результаты предполагают, что в купратах пары электронов могут образовываться до начала фазовой когерентности, состояния, при котором пары начинают двигаться синхронно, что приводит к сверхпроводимости. Это понимание может открыть новые горизонты в исследованиях высокотемпературной сверхпроводимости, так как указывает на то, что проблема заключается не в образовании пар электронов, а в том, чтобы позволить этим парам эффективно двигаться вместе.
