ИСТИНА

Феномен двухщелевой сверхпроводимости активно исследуется экспериментаторами всего мира, начиная с 2001 г., когда был открыт MgB2: соединение, обладающее в сверхпроводящем состоянии двумя щелями, открывающимися в двух зонах и различающимися по типам симметрии. С открытием железосодержащих сверхпроводников (на основе блоков FeAs или FeSe) интерес к фундаментальным свойствам двухщелевого состояния усилился ещё больше, т.к. оказалось, что все шесть известных на сегодняшний день семейств этих материалов обладают как минимум двумя независимыми (при Т = 0) параметрами порядка. Вопросы их сосуществования – типы симметрии щелей, взаимодействие сверхпроводящих конденсатов при конечных температурах, определение решающей роли межзонного или внутризонного взаимодействия в механизме сверхпроводимости этих железосодержащих соединений – в данный момент представляют собой архиактуальные темы фундаментального исследования свойств новых сверхпроводниковых материалов. К тому же, ответы на вышеуказанные вопросы должны пролить свет на дискуссионные либо неизученные аспекты механизмов сверхпроводимости в слоистых соединениях. В заявленном проекте попутно с синтезом образцов железосодержащих сверхпроводников предлагается методика для решения вышеперечисленных задач, которая включает в себя высокоточное экспериментальное определение температурных зависимостей сверхпроводящих щелей путём создания именно SnS-андреевских контактов на криогенных сколах двухщелевых сверхпроводниковых материалов различных семейств, аналитическую обработку этих зависимостей в рамках системы уравнений Москаленко и Сула для определения относительных величин перенормированных констант внутри- и межзонного взаимодействия и получения косвенных данных о типах симметрии. SnS-андреевская спектроскопия (многократных андреевских отражений) позволяет получать локальные величины щелей и Тс и даёт возможность надёжного определения соответствующих значений характеристического отношения теории БКШ 2Delta/kTc, что планируется сделать для исследуемых семейств железосодержащих сверхпроводников.

Проведены исследования сверхпроводящих свойств монокристаллов LiFeAs (Тс ~ 16 К), а также поликристаллов MgB2 (Tc = 30-41 K), GdO(F)FeAs (Tc ~ 50 K) и LaOFeAs (Tc ~ 25 K). С помощью андреевской спектроскопии контактов на микротрещине сверхпроводник - нормальный металл - сверхпроводник (SnS; техника "break-junction") получены температурные зависимости сверхпроводящих щелей. С помощью аппроксимации экспериментальных Delta(T) системой двухщелевых уравнений Москаленко и Сула определены константы электрон-бозонного взаимодействия, а также другие параметры сверхпроводящего состояния: "собственные" критические температуры и характеристические отношения каждого из конденсатов (в гипотетическом случае отсутствия межзонного взаимодействия) и отношения плотностей состояний в зонах. Показано, что во всех исследованных материалах основную роль в сверхпроводимости играет сильное внутризонное куперовское спаривание, при этом между собой конденсаты взаимодействуют слабо. Оцененная плотность состояний в зонах с малой щелью Delta_S примерно на порядок выше, чем в зонах с большой щелью Delta_L, что является причиной слабого отклонения температурной зависимости Delta_L(T) от стандартной однощелевой БКШ-образной функции. Наблюдаемый температурный ход малой щели типичен для присутствия эффекта близости в k-пространстве между двумя сверхпроводящими конденсатами. Обнаружена 10-20% анизотропия сверхпроводящих щелей в LiFeAs в k-пространстве (гофрированный s-волновой тип симметрии параметров порядка).