Podavlenie sverkhprovodyashchikh fluktuatsi v mnogozonnykh sverkhprovodnikakh kak mekhanizm povysheniya kriticheskoy temperatury (Miniobzor)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Сочетание сильно связанных пар носителей заряда и слабых сверхпроводящих флуктуаций является важным условием достижения высокотемпературной сверхпроводимости. Обзор посвящен реализации этого условия в многозонных сверхпроводниках, при котором сильносвязанные пары носителей заряда в мелкой зоне проводимости (уровень Ферми близок ко дну/потолку зоны) сосуществуют с обычными, слабо флуктуирующими куперовскими парами, формирующимися в глубокой зоне. В результате джозефсоновского обмена парами между конденсатами в разных зонах такая система характеризуется высокой критической температурой когерентности, обусловленной наличием сильносвязанных пар и подавлением сверхпроводящих флуктуаций. Это подавление не требует никаких особых условий и является практически полным даже при наличии слабой джозефсоновской связи мелкой зоны со стабильным конденсатом глубокой зоны.

References

  1. J. Bardeen, L. N. Cooper, and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 108, 1175 (1957).
  2. J. G. Bednorz and K. A. Müller, Zeitschrift für Physik B Condensed Matter 64, 189 (1957).
  3. V. J. Emery and S. A. Kivelson, Nature 374, 434 (1995).
  4. M. Buchanan, Nature 409, 8 (2001).
  5. M. V. Sadovskii, Phys.-Uspekhi 44, 515 (2001).
  6. C. Varma, Nature 468, 184 (2010).
  7. S.I. Vedeneev, Phys.-Uspekhi 64, 890 (2021).
  8. S. Borisenko, Nature Materials 12, 600 (2013).
  9. I.M. Lifshitz, JETP 38, 1569 (1969).
  10. G. E. Volovik, Low Temp. Phys. 43, 47 (2017).
  11. A. I. Coldea and M. D. Watson, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 9, 125 (2018).
  12. Ketterson and S. Song, Superconductivity, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom (1999).
  13. A. Larkin and A. Varlamov, Theory of Fluctuations in Superconductors, Oxford University Press, Oxford, USA (2005).
  14. K.B. Efetov and A. I. Larkin, Soviet Physics JETP 39, 1129 (1974).
  15. L.P. Gor’kov and I. E. Dzyaloshinskii, Soviet Physics JETP 40, 198 (1975).
  16. D. Jerome, A. Mazaud, M. Ribault, and K. Bechgaard, Journal de Physique Lettres 41, 95 (1980).
  17. Y. Lubashevsky, E. Lahoud, K. Chashka, D. Podolsky, and A. Kanigel, Nature Physics 8, 309 (2012).
  18. K. Okazaki, Y. Ito, Y. Ota, Y. Kotani, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C.-T. Chen, S. Niitaka, T. Hanaguri, H. Takagi, A. Chainani, and S. Shin, Sci. Rep. 4, (2014).
  19. S. Kasahara, T. Watashige, Y. K. T. Hanaguri, T. Yamashita, Y. Shimoyama, Y. Mizukami, R. Endo, H. Ikeda, A. Kazushi, T. Terashima, S. Uji, T. Wolf, H. von Löhneysenf, T. Shibauchi, and Y. Matsuda, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 16309 (2014).
  20. S. Rinott, K. B. Chashka, A. Ribak, E. D. L. Rienks, A. Taleb-Ibrahimi, P. L. Fevre, F. Bertran, M. Randeria, and A. Kanigel, Sci. Adv. 3, e1602372 (2017).
  21. T. Hanaguri, S. Kasahara, J. Böker, I. Eremin, T. Shibauchi, and Y. Matsuda, Phys. Rev. Lett. 122, 077001 (2019).
  22. W. Huang, H. Lin, C. Zheng, Y. Yin, X. Chen, and S.-H. Ji, Phys. Rev. B 103, 094502 (2021).
  23. H. Lin, W. Huang, G. Rai, Y. Yin, L. He, Q.-K. Xue, S. Haas, S. Kettemann, X. Chen, and S.-H. Ji, Phys. Rev. B 107, 104517 (2023).
  24. Y. Mizukami, M. Haze, O. Tanaka, K. Matsuura, D. Sano, J. Böoker, I. Eremin, S. Kasahara, Y. Matsuda, and T. Shibauchi, Commun. Phys. 6, 183 (2023).
  25. H. Suhl, B. T. Matthias, and L. R. Walker, Phys. Rev. Lett. 3, 552 (1959).
  26. V. A. Moskalenko, Phys. Met. Metallogr. 8, 25 (1959).
  27. M. Greiner, C. A. Regal, and D. S. Jin, Nature 426, 537 (2003).
  28. I. Bloch, J. Dalibard, and W. Zwerger, Rev. Mod. Phys. 80, 885 (2008).
  29. L. P. Gor’kov, JETP 36, 1918 (1959).
  30. H. Doh, M. Sigrist, B. K. Cho, and S.-I. Lee, Phys. Rev. Lett. 83, 5350 (1999).
  31. I. Askerzade, A. Gencer, and N. Guclö, Supercond. Sci. Technol. 15, L13 (2002).
  32. I. Askerzade, A. Gencer, and N. Guclö, Supercond. Sci. Technol. 15, L17 (2002).
  33. T. T. Saraiva, P. J. F. Cavalcanti, A. Vagov, A. S. Vasenko, A. Perali, L. Dell’Anna, and A. A. Shanenko, Phys. Rev. Lett. 125, 217003 (2020).
  34. A. A. Shanenko, T. T. Saraiva, A. Vagov, A. S. Vasenko, and A. Perali, Phys. Rev. B 105, 214527 (2022).
  35. V. L. Ginzburg and L. D. Landau, JETP 20(12), 1064 (1950).
  36. L. Salasnich, A. A. Shanenko, A. Vagov, J. A. Aguiar, and A. Perali, Phys. Rev. B 100, 064510 (2019).
  37. T. T. Saraiva, L. I. Baturina, and A. A. Shanenko, J. Phys. Chem. Lett. 12, 11604 (2021).
  38. B. T. Geilikman, R. O. Zaitsev, and V. Z. Kresin, Fizika Tverdogo Tela 9(3), 821 (1967).
  39. V. Z. Kresin, Journal of Low Temperature Physics 11, 519 (1973).
  40. J. Geyer, R. M. Fernandes, V. G. Kogan, and J. Schmalian, Phys. Rev. B 82, 104521 (2010).
  41. A. A. Shanenko, M. V. Milosevic, F. M. Peeters, and A. V. Vagov, Phys. Rev. Lett. 106, 047005 (2011).
  42. A. Z. Pokrovskii and V. L. Patashinskii, Fluctuation Theory of Phase Transitions, Pergamon Press, Oxford, USA (1999).
  43. D. R. Nelson and J. M. Kosterlitz, Phys. Rev. Lett. 39, 1201 (1977.
  44. A. L. Fetter and J. D. Walecka, Quantum Theory of Many-Particle Systems, Dover Publications, N.Y., USA (2003).
  45. A. Vagov, A. A. Shanenko, M. V. Milosevic, V. M. Axt, V. M. Vinokur, J. A. Aguiar, and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 93, 174503 (2016).
  46. S. Wolf, A. Vagov, A. A. Shanenko, V. M. Axt, A. Perali, and J. A. Aguiar, Phys. Rev. B 95, 094521 (2017).
  47. J. M. Kosterlitz and D. J. Thouless, Journal of Physics C: Solid State Physics 6, 1181 (1973).
  48. P. G. de Gennes, Superconductivity Of Metals And Alloys, CRC Press, N.Y., USA (1999).
  49. A. Vagov, A. A. Shanenko, M. V. Milosevic, V. M. Axt, and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 86, 144514 (2012).
  50. A. Cappellaro and L. Salasnich, Sci. Rep. 10, 9088 (2020).
  51. H. Z. Zhi, T. Imai, F. L. Ning, J.-K. Bao, and G.-H. Cao, arXiv:1501.00713, 2015.
  52. C. C. Hao Jiang, Guanghan Cao, arXiv:1412.1309 (2015).
  53. R. Brusetti, P. Monceau, M. Potel, P. Gougeon, and M. Sergent, Solid State Commun. 66(2), 181 (1988).
  54. J.-F. Mercure, A. F. Bangura, X. Xu, N. Wakeham, A. Carrington, P. Walmsley, M. Greenblatt, and N. E. Hussey, Phys. Rev. Lett. 108, 187003 (2012).
  55. J.-K. Bao, J.-Y. Liu, C.-W. Ma, Z.-H. Meng, Z.-T. Tang, Y. -L. Sun, H.-F. Zhai, H. Jiang, H. Bai, C.-M. Feng, Z. -A. Xu, and G.-H. Cao, Phys. Rev. X 5, 011013 (2015).
  56. Z.-T. Tang, J.-K. Bao, Y. Liu, Y.-L. Sun, A. Ablimit, H.-F. Zhai, H. Jiang, C.-M. Feng, Z.-A. Xu, and G.-H. Cao, Phys. Rev. B. 91(2), 020506(R) (2015).
  57. Z.-T. Tang, J.-K. Bao, Z. Wang, H. Bai, H. Jiang, Y. Liu, H.-F. Zhai, C.-M. Feng, Z.-A. Xu, and G.-H. Cao, Science China Materials 58(1), 16 (2015).
  58. C. Xu, N. Wu, G.-X. Zhi, B.-H. Lei, X. Duan, F. Ning, C. Cao, and Q. Chen, npj Computational Materials 6(1), 30 (2020).
  59. H. Lin, W. Huang, G. Rai, Y. Yin, L. He, Q.-K. Xue, S. Haas, S. Kettemann, X. Chen, and S.-H. Ji, arXiv:2209.00758, 2023.
  60. S.-Q. Wu, C. Cao, and G.-H. Cao, Phys. Rev. B 100, 155108 (2019).
  61. J. Ranninger and J. M. Robin, Phys. Rev. B 53, R11961 (1996).
  62. J. Sous, Y. He, and S. A. Kivelson, npj Quantum Mater. 8, 25 (2023).
  63. T. Terashima, N. Kikugawa, A. Kiswandhi et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 90, 144517 (2014).
  64. Q. Chen, J. Stajic, S. Tan, and K. Levin, Phys. Rep. 412, 1 (2005).
  65. Y. Lubashevsky, E. Lahoud, K. Chashka, D. Podolsky, and A. Kanigel, arXiv:1107.1487 (2012).
  66. K. Okazaki, Y. Ito, Y. Ota, Y. Kotani, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C.-T. Chen, S. Niitaka, T. Hanaguri, H. Takagi, A. Chainani, and S. Shin, arXiv:1307.7845 (2014).
  67. Y. Nakagawa, Y. Kasahara, T. Nomoto, R. Arita, T. Nojima, and Y. Iwasa, Science 372, 190 (2021).
  68. Y. Suzuki, K. Wakamatsu, J. Ibuka, H. Oike, T. Fujii, K. Miyagawa, H. Taniguchi, and K. Kanoda, Phys. Rev. X 12, 011016 (2022).
  69. S. Lee, J.-H. Kim, and Y.-W. Kwon, arXiv:2307.12008 (2023).
  70. S. Lee, J. Kim, H.-T. Kim, S. Im, S. An, and K. H. Auh, arXiv:2307.12037 (2023).
  71. L. Si, M. Wallerberger, A. Smolyanyuk, S. di Cataldo, J. M. Tomczak, and K. Held, arXiv:2308.04427 (2023).
  72. H. Wu, L. Yang, B. Xiao, and H. Chang, arXiv:2308.01516 (2023).
  73. K. Kumar, N. K. Karn, Y. Kumar, and V. P. S. Awana, arXiv:2308.03544 (2023).
  74. Q. Hou, W. Wei, X. Zhou, Y. Sun, and Z. Shi, arXiv:2308.01192.
  75. Y. Jiang, S. B. Lee, J. Herzog-Arbeitman, J. Yu, X. Feng, H. Hu, D. Calugaru, P. S. Brodale, E. L. Gormley, M. G. Vergniory, C. Felser, S. Blanco-Canosa, C. H. Hendon, L. M. Schoop, and B. A. Bernevig, arXiv:2308.05143 (2023).
  76. D. Garisto, Nature 620, 705 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».