Введение к работе
Актуальность теми
В теории высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) одіюй из фундаментальных проблем является проблема типа спаривания и вида параметра порядка. Zho связано прежде всего с тем. что тот или иной тип спаривания совместим лишь с определенным видом взаимодействия, приводящего к сверхпроводимости. Так, взаимодействие между электронами (дырками) за счет обмена антиферромагннтньгми флуктуациями может приводить только к d-спарнванию ( а именно, к d ,;.>; ) и никогда не приводит к притяжению в s-ганале, в то время, как сценарий с обменом флуктуациями заряда может приводить либо к
С другой стороны, параметр порядка является основной физической величиной в геории сверхпроводящего состояния, что и определяет СП) важность.
В последние годы наиболее пристальное внимание уделяется изучению d ,_?.,_< состояния, которое в свете многочисленных экспериментов представляется одним из наиболее вероятных кандидатов на роль сверхпроводящего состояния в ВТСП. Это подтверждается многочисленными экспериментальными данными, такими как температурная зависимость глубины проникновения электромагнитных волн, результатами туннельных экспериментов, ЯМР и др.
Однако внимательный анализ более широкого класса экспериментов показывает, что сделать однозначный вывод по поводу типа спаривания и параметра порядка пока еше невозможно. Наиболее вероятная интерпретация всей совокупности экспериментальных данных свидетельствует о том, что в ВТСП реализуется смесь d- и j-состояний, при доминирующем вкладе d х;.у; состояния, d ,2.,2 состояние интересно тем, что параметр порядка в нем обладает линиями нулей, что приводит к степенной температурной зависимости основных термодинамических величин, а также тем, что с ним совместим магнитный механизм спаривания.
Окончательное решение вопроса о типе спаривания и параметре порядка, а также о доле s-волновой компоненты требует дальнейшего тщательного исследования.
Целью данной работы является создание теоретических модслей.описывающих сверхпроводники с ^-спариванием .теоретическое исследование коллективных свойств сверхпроводников и сверхтекучих квантовых жидкостей с нетривиальным спариванием, в частности тонких эффектов, связанных с поведением спектра коллективных мод сверхтекучих фаз Не , спектров коллективных мод а ВТСП и сверхпроводниках с тяжелыми фермнонами (СТФ) при. ^/-спаривании. Целью данной работы является также разработка метода
определения параметра порядка и типа спаривания для ВТСП и СТФ с помощью экспериментов по поглощению ультразвука и микроволн.
I {аучная новизна работы состоит r том. что
-
предсказан новый физический эффект - трехкратное расщепление спектра clapping-моды в аксиальной фазе Не3;
-
методом функционального интегрирования построена модель ^-спаривания для сверхпроводников и квантовых жидхостей ;
-
впервые вычислен спектр коллективных мод в ВТСП ;
-
впервые вычислен спектр коллективных мол в СТФ :
-
методом функционального интегрирования построена модель «/-спаривания в плоскостях СиОг ВТСП ;
-
впервые вычислен спектр коллективных мод в плоскостях СиОг ВТСП.
7) разработан метод определения типа спаривания и параметра порядка в
ВТСП и СТФ с помощью экспериментов по поглощению ультразвука и
микроволн.
Научная и практическая ценность работы состоит в том, что
1) в ней разработан метод определения параметра порядка и типа спаривания для ВТСП и СТФ с помощью экспериментов по поглощению ультразвука и микроволн ;
2) вычисленные спектры коллективных мод могут быть использованы при интерпретации экспериментов по поглощению ультразвука и микроволн ;
3) предсказанный новый физический эффект - трехкратное расщепление спектра clapping-моды в аксиальной фазе Не'-стимулирует проведение новых экспериментов по изучению коллективных мод в сверхтекучем Не3.
Научные положення, выносимые на защиту:
-
Предсказан новый физический эффект в аксиальной фазе сверх текучею Не3: дисперсионное расщепление спектра clapping-шты. г)ффект можно наблюдать в экспериментах по поглощению ультразвука.
-
Методом функционального интегрирования создана трехмерная модель J-спаривания в ВТСП н СТФ. а также двумерная модель іЛспарнікшия в плоскостях CuOi ВТСП.
3. Вычислен полный спектр коллективных мод во всех сверхпроводящих состояниях, возникающих в симметрийной классификации ВТСП и СТФ при J-ci! зриваний.
4. Вычислен полный спектр коллективных возбуждений во всех
сверхпроводящих состояниях плоскостей СиО? ВТСП. возникающих в их
симметрийной классификации при и'-спаривании.
5. Разработан метод определения типа спаривания и пархчетра порядка в
ВТСП н СТФ с помощью экспериментов но поглощению ультразвука и
микроволн.
Достоверность полученных результатов
Достоверность полученных результатов обеспечивается применением одного из наиболее мощных методов современной теоретической физики - метода функционального интегрирования . а также использованием апробированной модели , хорошо зарекомендовавшей себя в случае р -спарипания, и аналогов этой модели, развитых для случая d - спаривания.
Аппобаци» работы
Основные результаты работы докладывались на:
международной конференции по физике низких температур LT-20 (Юджин,США,1993),
международной конференции по сильно коррелированным электронным системам 5С5-«(Сг!1-Диего,США,1993),
международной конференции по материалам и механизмам ВТСП M*S-HTSC /К(Гренобль,Францяя,!994).
международной конференции по физике низких температур LT-21 (Прага,Чехия,1996),
международной конференции по физике квантовых жидкостей и кристаллов QFS-97{Пэхтж, Фрапция.1997),
международной конференции по сильна коррелированным электронным системам SCES-9S (Париж. Франция.1W8).
Публикации и личный вклад автора
По материалам диссертации опубликовзно 14 работ, написанных в соавторстве.список которых приводится в конце автореферага.Результагы расчетов,прнводимые в диссертааии.а также положения .выносимые на зашиту, принадлежат лично автору. Автор внес значительный личный вклад в разработку модели d - спаривания в ВТСП и СТФ, а также двумерной модели J-спаривания в плоскостях СиОг ВТСП.
Объем и структура работы.