В МГУ впервые в мире измерили щели «невозможных» сверхпроводников

Физики МГУ оценили возникновение сверхпроводящего состояния в железосодержащих сверхпроводниках с двумя энергетическими щелями. Результаты исследования они представили в журнале Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, а коротко о нем сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».

Ученых интересовало измерение характеристик двух энергетических щелей (также их называют зонами порядка) — то есть диапазона энергий, при которых в материале возникает сверхпроводимость. О двухзонных сверхпроводниках заговорили в конце 1950-х годов, но реальные примеры металлов с двумя энергетическими щелями были открыты в середине 2000-х.

После открытия железосодержащих проводников этот новый класс материалов сразу стал главным объектом интереса физиков, занимавшихся сверхпроводимостью. До этого они больше интересовались высокотемпературными купратами (сверхпроводниками, содержащими медь) и двухщелевым диборидом магния. За восемь последующих лет количество сверхпроводников на основе соединений железа с мышьяком или селеном, равно как и количество возможных объяснений «железной» сверхпроводимости, превысило количество всех найденных сверхпроводящих купратов, но до сих пор четкого понимания происходящего нет.

Российские ученые рассчитали особенности температурного поведения двух сверхпроводящих щелей для целого спектра железосодержащих сверхпроводников и «нежелезного» диборида магния (с частичным замещением магния на алюминий), затем впервые в мире провели прямые экспериментальные измерения этих зависимостей и в результате обнаружили хорошее соответствие между своими расчетами и данными измерений.

К тому же им удалось оценить, что вносит в формирующуюся в них сверхпроводимость наибольший вклад — межзонное или внутризонное спаривание. Иначе говоря, они выяснили, насколько сильной связью обладают куперовские пары, которые создаются объединением электронов из одной и той же зоны и из разных зон (это особенно важно для понимания механизмов «железной» сверхпроводимости).