Сверхпроводимость нового типа получила теоретическое обоснование

Объяснено поведение электронов в высокотемпературных проводниках нового типа.

В работе американских

физиков из университетов Райса (штат Техас) и Рутгерса (штат Нью-Джерси), опубликованной в журнале Physical Reviews Letters, предложена теория, объясняющая появление эффекта высокотемпературной сверхпроводимости в так называемых железных пниктидах. Пниктиды (pnictides) - бинарные соединения V группы периодической системы, куда входят азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут.

Сверхпроводимость в соединениях железа с пниктидами впервой была описана в 2006 г., и все-таки тогда эта служба не привлекла внимания специалистов - переход в сверхпроводящее состояние происходил при температуре в немного кельвинов.

При всем при том в феврале 2008 года появилось извещение о сверхпроводимости другого соединения пниктида с железом при температуре примерно 20 К, а позже, в марте и апреле, китайские ученые сообщили о пниктидах, становящихся сверхпроводниками при температуре выше 50 К. Физики заговорили о появлении нового класса высокотемпературных сверхпроводников, тот, что может собрать конкуренцию купратам, сверхпроводящие свойства которых были открыты в 1986 г.

В новой работе американских теоретиков проводится сопоставление свойств купратов и пниктидов.

Оба типа сверхпроводников имеют кристаллическую решетку, в которой создается электронная организация с сильной корреляцией, где взаимодействие электронов происходит координированным образом и для электронов характерно коллективное поведение. И те, и другие сверхпроводники имеют слоистую кристаллическую структуру.

Характерным свойством пниктидов является т.н. магнитная фрустрация - невозможность одновременной минимизации энергии всех обменных связей, что препятствует антиферромагнитному упорядочиванию магнитных полей атомов железа.

Эффекты фрустрации усиливают магнитные квантовые флуктуации, которые, по мнению теоретиков, и определяют сверхпроводящие свойства высокотемпературных сверхпроводников.

Элиху Абрахамс (Elihu Abrahams), единственный из авторов работы, признает, что точного понимания влияния магнитной фрустрации на электронные системы с сильной корреляцией у него нет.

Однако на основании полученных результатов разрешается предсказать некоторые свойства пниктидов, а кроме того сформулировать идеи дальнейших экспериментов, в частности, штудирование электронного спектра и спиновых состояний. Добавлено: 16 августа 2008