В настоящее время считается довольно
надежно установленным тот факт, что симметрия
сверхпроводящего параметра порядка D в
медно-оксидных ВТСП обладает d-волновой
симметрией, то есть D (k) в слоях CuO2
имеет вид типа D (k) = D 0cos(2f ), где D 0
- амплитуда, f - угол между квазиимпульсом k
и осью x. Хотя эта информация о зависимости D
от k и является очень важной, она не
очень-то способствует прогрессу в понимании
механизма высокотемпературной
сверхпроводимости, поскольку практически все
предложенные теории допускают d-волновую
симметрию D . Следовательно, огромное значение
приобретают любые дополнительные сведения,
детализирующие структуру D (k) в
импульсном пространстве, поскольку любое
отклонение от "чистой" d- волновой симметрии
может "высветить" роль конкретного
взаимодействия в сверхпроводящем спаривании.
В работе [Y.Ando et al.,
Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 147004] японских физиков из Central
Research Institute of Electric Power Industry (Токио) изучена
анизотропия теплопроводности качественных
монокристаллов Bi2Sr2CaCu2O8+d в
слоях CuO2. Из-за наличия у D (k)
нулей на поверхности Ферми, при любой конечной
температуре T << Tc в
ВТСП присутствуют "тепловые"
квазичастицы, которые (в отличие от куперовских
пар) переносят тепло. Так как квазичастицы имеют
импульсы, направленные вдоль нулей D (k) в
импульсном пространстве, то можно определить эти
направления по максимумам теплопроводности как
функции угла между вектором теплопереноса и
кристаллографическими осями. Такие эксперименты
проводились и раньше, подтвердив предположение о
"четырехлепестковой" d-волновой симметрии D (k),
то есть о наличии двух взаимно перпендикулярных
линий нулей D (k), которые в Bi2Sr2CaCu2O8+d
совпадают с осями a и b.
Принципиальное отличие работы японцев
от предшествующих публикаций состоит в том, что
они не просто искали максимумы теплопроводности,
а сравнивали высоты этих максимумов. И
обнаружили при этом очень интересный эффект.
Оказалось, что при T << Tc величина
теплопроводности вдоль оси a больше, чем
вдоль оси b. Почему так может быть? Наиболее
простое объяснение - не связанная со
сверхпроводимостью анизотропия электронной
структуры и/или времени релаксации квазичастиц в
плоскости a-b. Но эксперимент показал, что при T
> Tc в пределах погрешности r a = r
b. Значит, дело в том, что число
квазичастиц с импульсами вдоль оси a больше,
чем число квазичастиц с импульсами вдоль оси b.
Следовательно, вблизи параллельных осям a и b
линий нулей параметр порядка D (k) имеет различную
структуру, а именно: при отклонении в сторону
от линии нулей, параллельной оси b, величина D (k)
увеличивается быстрее, чем при отклонении от
линии нулей, параллельной оси a. Иными
словами, "чистая" d-волновая симметрия D (k)
искажается (этот вывод подкрепляется
измерениями теплопроводности в магнитном поле).
Такая "избыточная анизотропия" D (k) не
может быть описана путем простого добавления
примеси s-волны к d-волне. По-видимому, в
зависимости D (k) наряду с cos(2f )
присутствуют более высокие угловые гармоники,
например sin(4f ). Все это накладывает
дополнительные ограничения на теорию механизма
высокотемпературной сверхпроводимости.
ПЕРСТ
