Jo/clijoe пол в стремится ориентировать едины яр Величина ноля, разрушающего куперон-*5кие~'парм, определяется (нримерно) из равенства яесмановской энергии цБЯ электрона в атом ноле энергии связи куперовской нары ≈ энергетической щели Д(0) (при Г = 0).
В свою очередь апергетич. щель Д на ферми-поверх-насти, характерная для сверхпроводников, уменьшает спиновую магнитную восприимчивость электронов проводимости и соответственно подавляет ту часть косвенного обменного взаимодействия Рудермапа ≈ Кит-теля ≈ Квсуи ≈ Иосиды (см. Р К К И-обменное изаи-модепамие), к-рая способствует ферромагн. упорядочению.
Кроме того, локалияов. магн. моменты подавляют куперовское спаривание из-за т. и. обменного (магнитного) рассеяния на лих электронов проводимости. Такое рйссряние приводит к перевороту спина улект-рона проводимости и нарушению сянглетыого спинового состояния куперовской пари. В машитоупорлдо-чепном состоянии локалияов. гиектроноа обменное рассеяние соответствует рассеянию ялектрона на спиновых волнах. Характерное значение энергии для зф-фекта магнитного рассеянии примерно равно kTH, где Т└ ≈ темп-pa магн. упорядочения для систем с доминирующий РККИ-вэаимодейстнпем локализов. электронов. Обменное рассеяние слабо, пока эта теми-ра мала по сравнению с темп-рой перехода в сверхпро-водящее состояние Тс. Из за обманного рассеяния сверхпроводимость оказывается не возможной в обычных ферромагн. металлах с большой концентрацией магп. моментов и сильным РККИ-взаимодейстнием, приводящим к темп-рам магн. перекода порндка десятка Кельвинов и вшие.
Из сказанного следует, что условия для сосуществования магн. упорядочения и сверхпроводимости более благоприячны в антиферролагнкт.ика.т с не очень высокой темп-рой Нееля Т^, в к-рых, соответственно, слабо обменное рассеяние.
Действительно, в ант и ферромагнетиках магн. и обменное поля осциллируют в пространстве на атомных масштабах а, характерных для пространств, изменении направления магн. моментов в антиферромаше-тине (л простейшем случае моментн образуют две магнитике пчдреш╦тки и расстояние между соседними противоположно направленными моментами в подре-ш╦тках равно примерно межатомному расстоянию в кристалле я). Сверхпроводимость же «чуиетвуето поля, усредненные на расстоянии масштаба сверхпровод я щей коррелян. длины £ (т. е. характерного размера куле-ровской нары). При атом £>а и результирующие поля слабы. В чистых сверхпроводниках |=|и~0,18 \vrjTc, где vr ≈ фермневскан скорость электронов проноди-мости; в ^грязных» сверхпроводниках |~ (£,,() ', гдй / ≈ длина свободного пробега алсктронов.
В 1959 Ф. Андерсон и X, Сул |5| указали и иа возможном ь компромисса между сверхпроводимостью и ферромагнетизмом.
Они рассмотрели ситуацию, когда ферромагнетизм в отсутствие сверхпроводимости устанавливается при темп-ре Кюри Тс, но при более высоко» темп-ре 7"с> Тс появляется сверхпроводимость, т. ч. магл. упорядочение должно возникнуть фактически в свирхнроводящей фазе. Теоретич, анализ показал, что в таких «ферромагн.» сверхпроводниках магнетизм должен появиться не в виде ферромагц. упорядочения, а в виде неоднородной осциллирующей маги, структуры (длиннопе-риодич. антифорроиагн. упорядочения], период к-р"й мал по сравнению со свсрхироводящей корреляц. длиной £, но велик по сравнению с маги, корреляц. длиной порядка межатомного расстояния а. Трансформация ферромагн. упорядочения в неоднородную __. структуру происходит ПОД действием сверхнроводимо-Ов4 сти, фаза сосуществования оказывается компромисс-
ной с точки зрения энергии системы, прич╦м компромисс возможен ия-яа неравенства £>а Маги, анергия локалияпв. моментов при атом несколько увеличивается из-за неоднородного характера структуры, но этот проигрыш мял из-за малости величины я/; и ин компенсируется пониженирм энергии из-за сверхпро-водящего спаривания электронов проводимости. Позднее было у ста нов лет», что в реальных «фярричагн.» сверхпроводниках неоднородная маги, структура фазы сосуществования должна иметь вид одномерной поперечной 180-градусной магнитной доменной структуры (рис. 1) С периодом rf~(a£)'!. Был предсказан также
Рис. 1. Магнитна ч структура, предсказан на я теоретически для ошюоспых Ферромагнетиков, находящихся и свсрхириипдшцим сиитиннии. Стрелки псжаяывают направление магнитных моментов -V внутри доменов.
бесщелевой характер сверхпроводимости в фаяе сосуществования достаточно чистых «ферромагнитных» сверхпроводников |2|. Сверх проводящая щел;, отсутствует дли тех куцероискнх пар, импульсы ;*лектроноц в к рык направлены вдоль домснин. Такие электроны чупст«ук)т постоянное по направлению обмытое иоле локализованных магн. моментов, и если оно достаточно велико, то куперовское спаривание электронов с импульсами вдоль доменов отсутствует. Сверхпроводимость при этом поддерживается др. купцовскими парами, электроны к-рых движутся попер╦к доменов II чувствуют переменное по направлению обменное поли. Для них сверл проводящая щель от.-щчка от нуля. Г! результате сверхпроводяща;! щель отсугстнует только на пояске фсрмн-новорхности, лежащем в нлоскости, перпендикулярной волновому вектору lie-однородной мат. структуры q.
Оксиерим. исследование проблемы сосуществования сверхпроводимости и дальнего магн. порядка гтало возможны» после 197li, когда были синтезированы тройные сверхироводящие соединения RRlijBj и RMoeS8 с прриодич. расположением редкоземельных ионов. Для этих соединений характерны темп-ры Тс -~ неск. К и очень низкие тсмн-ры Тн магн. перехода (от 5 до 0,5 К). Столь ииа кие значения Т└ об уел ив л сны слабым обменным РККИ-взаимодействием моментов из-за значительного пространств, разделения, лаги, ионов R и электронов проводимости. Последние дии-жутсн в основном по кластерам Rh,D4 и МойЗя, а магн. ионы R находятся в стороне от этих кластеров. В большинстве таких соединений методами нейтронографии обнаружено энтпферромагн. упорядочение с точкой Неелп T^s^Tf. Эксперименты подтвердили теоретич. предсказания о слабом взаимном влиянии сверхпроводимости и антиферромагнетизма. Так, В TmHhjBj сверхпроводимость с Ге=9,8 К и антиферромагнетизм с Гдг≈0,4 К сосуществуют ниже Г^у вплоть до самых низких темп-р, прич╦м появление антиферромагнетизма сказывается сильно лишь иа одной характеристике снерхпроиодимости ≈ верхнем критическом магпипшом доле firl (рис. 2). Оно, как правило, снижается вблизи Гд< ия-за появления по-r.TOiiinioro ь пространстве обменного поди л он яликов, моментов, поляризованных внеш. магн. полем (эта поляризации максимальна вблизи TN). Обменное поло пояяртюв. моментов ослабляет сверхпроводимость и снижает Ясг. Но, напр., в SmRh,B4 с Г4--=а.7 К u 7^=10,87 If значение llcz увеличиваете л при снижении темп-ры Т (Т<.Т#) из-за подавления мага.
