Доказано влияние спиновых флуктуаций на сверхпроводимость
Сверхпроводимость – это свойство некоторых материалов полностью терять электросопротивление при низких температурах. В теории, первоначально созданной для описания этого явления, свободные электроны, взаимодействуя с кристаллической решеткой, начинали притягиваться друг к другу и связываться в так называемые куперовские пары, способные к движению по кристаллу без рассеяния, а тем самым, и без потерь энергии. Агентом притяжения здесь были фононы, которыми электроны при этом обменивались. Существуют и другие механизмы образования куперовских пар — магнонные, экситонные и так далее. Авторы нового исследования решили экспериментально проверить гипотезу, по которой все начинается с так называемых спиновых флуктуаций – дрожания спинов электронной подсистемы.
Такие возбуждения искажают решетку, что заставляет спины дрожать еще более согласованно, выстраиваясь в цепочки (страйпы) вдоль какого-то из направлений в кристалле. Это, в свою очередь, вызывает нематичность, которую следует понимать, как самоорганизованное электронное состояние, нарушающее вращательную симметрию решетки. И в этом повсеместном дрожании спинов, решетки и распределения электронов в пространстве рождаются куперовские пары, способные мчаться сквозь кристаллическую решетку.
В качестве исследуемого материала был выбран селенид железа — самое простое, всего лишь двухкомпонентное, сверхпроводящее соединение, с очень простой кристаллической структурой, все изменения в которой легко интерпретировать. Выращиванием монокристаллов селенида железа занимались российские участники эксперимента. Сами эксперименты проводились в Окриджской Национальной лаборатории, США, а также во Франции, в Лаборатории Леона Бриллюэна и в Институте Лауэ-Ланжевена, где монокристаллы исследовались методами упругого и неупругого рассеяния нейтронов.
Результаты этих экспериментов подтвердили верность ранее высказанной гипотезы о ключевой роли спиновых флуктуаций в формировании сверхпроводящего состояния в селениде железа.
Источник:
http://texnomaniya.ru/dokazano-vliyanie-spinovih-fluktuaciiy-na-sverhprovodimost