Podavlenie sverkhprovodyashchikh fluktuatsi v mnogozonnykh sverkhprovodnikakh kak mekhanizm povysheniya kriticheskoy temperatury (Miniobzor)
- Авторлар: Krasavin A.1, Vagov A.1, Vasenk A.1, Stolyarov V.1, Shanenko A.1
-
Мекемелер:
- Шығарылым: Том 119, № 3-4 (2024)
- Беттер: 234-252
- Бөлім: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/261271
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567824030121
- EDN: https://elibrary.ru/sqssqt
- ID: 261271
Дәйексөз келтіру
Аннотация
Сочетание сильно связанных пар носителей заряда и слабых сверхпроводящих флуктуаций является важным условием достижения высокотемпературной сверхпроводимости. Обзор посвящен реализации этого условия в многозонных сверхпроводниках, при котором сильносвязанные пары носителей заряда в мелкой зоне проводимости (уровень Ферми близок ко дну/потолку зоны) сосуществуют с обычными, слабо флуктуирующими куперовскими парами, формирующимися в глубокой зоне. В результате джозефсоновского обмена парами между конденсатами в разных зонах такая система характеризуется высокой критической температурой когерентности, обусловленной наличием сильносвязанных пар и подавлением сверхпроводящих флуктуаций. Это подавление не требует никаких особых условий и является практически полным даже при наличии слабой джозефсоновской связи мелкой зоны со стабильным конденсатом глубокой зоны.
Әдебиет тізімі
- J. Bardeen, L. N. Cooper, and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 108, 1175 (1957).
- J. G. Bednorz and K. A. Müller, Zeitschrift für Physik B Condensed Matter 64, 189 (1957).
- V. J. Emery and S. A. Kivelson, Nature 374, 434 (1995).
- M. Buchanan, Nature 409, 8 (2001).
- M. V. Sadovskii, Phys.-Uspekhi 44, 515 (2001).
- C. Varma, Nature 468, 184 (2010).
- S.I. Vedeneev, Phys.-Uspekhi 64, 890 (2021).
- S. Borisenko, Nature Materials 12, 600 (2013).
- I.M. Lifshitz, JETP 38, 1569 (1969).
- G. E. Volovik, Low Temp. Phys. 43, 47 (2017).
- A. I. Coldea and M. D. Watson, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 9, 125 (2018).
- Ketterson and S. Song, Superconductivity, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom (1999).
- A. Larkin and A. Varlamov, Theory of Fluctuations in Superconductors, Oxford University Press, Oxford, USA (2005).
- K.B. Efetov and A. I. Larkin, Soviet Physics JETP 39, 1129 (1974).
- L.P. Gor’kov and I. E. Dzyaloshinskii, Soviet Physics JETP 40, 198 (1975).
- D. Jerome, A. Mazaud, M. Ribault, and K. Bechgaard, Journal de Physique Lettres 41, 95 (1980).
- Y. Lubashevsky, E. Lahoud, K. Chashka, D. Podolsky, and A. Kanigel, Nature Physics 8, 309 (2012).
- K. Okazaki, Y. Ito, Y. Ota, Y. Kotani, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C.-T. Chen, S. Niitaka, T. Hanaguri, H. Takagi, A. Chainani, and S. Shin, Sci. Rep. 4, (2014).
- S. Kasahara, T. Watashige, Y. K. T. Hanaguri, T. Yamashita, Y. Shimoyama, Y. Mizukami, R. Endo, H. Ikeda, A. Kazushi, T. Terashima, S. Uji, T. Wolf, H. von Löhneysenf, T. Shibauchi, and Y. Matsuda, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 16309 (2014).
- S. Rinott, K. B. Chashka, A. Ribak, E. D. L. Rienks, A. Taleb-Ibrahimi, P. L. Fevre, F. Bertran, M. Randeria, and A. Kanigel, Sci. Adv. 3, e1602372 (2017).
- T. Hanaguri, S. Kasahara, J. Böker, I. Eremin, T. Shibauchi, and Y. Matsuda, Phys. Rev. Lett. 122, 077001 (2019).
- W. Huang, H. Lin, C. Zheng, Y. Yin, X. Chen, and S.-H. Ji, Phys. Rev. B 103, 094502 (2021).
- H. Lin, W. Huang, G. Rai, Y. Yin, L. He, Q.-K. Xue, S. Haas, S. Kettemann, X. Chen, and S.-H. Ji, Phys. Rev. B 107, 104517 (2023).
- Y. Mizukami, M. Haze, O. Tanaka, K. Matsuura, D. Sano, J. Böoker, I. Eremin, S. Kasahara, Y. Matsuda, and T. Shibauchi, Commun. Phys. 6, 183 (2023).
- H. Suhl, B. T. Matthias, and L. R. Walker, Phys. Rev. Lett. 3, 552 (1959).
- V. A. Moskalenko, Phys. Met. Metallogr. 8, 25 (1959).
- M. Greiner, C. A. Regal, and D. S. Jin, Nature 426, 537 (2003).
- I. Bloch, J. Dalibard, and W. Zwerger, Rev. Mod. Phys. 80, 885 (2008).
- L. P. Gor’kov, JETP 36, 1918 (1959).
- H. Doh, M. Sigrist, B. K. Cho, and S.-I. Lee, Phys. Rev. Lett. 83, 5350 (1999).
- I. Askerzade, A. Gencer, and N. Guclö, Supercond. Sci. Technol. 15, L13 (2002).
- I. Askerzade, A. Gencer, and N. Guclö, Supercond. Sci. Technol. 15, L17 (2002).
- T. T. Saraiva, P. J. F. Cavalcanti, A. Vagov, A. S. Vasenko, A. Perali, L. Dell’Anna, and A. A. Shanenko, Phys. Rev. Lett. 125, 217003 (2020).
- A. A. Shanenko, T. T. Saraiva, A. Vagov, A. S. Vasenko, and A. Perali, Phys. Rev. B 105, 214527 (2022).
- V. L. Ginzburg and L. D. Landau, JETP 20(12), 1064 (1950).
- L. Salasnich, A. A. Shanenko, A. Vagov, J. A. Aguiar, and A. Perali, Phys. Rev. B 100, 064510 (2019).
- T. T. Saraiva, L. I. Baturina, and A. A. Shanenko, J. Phys. Chem. Lett. 12, 11604 (2021).
- B. T. Geilikman, R. O. Zaitsev, and V. Z. Kresin, Fizika Tverdogo Tela 9(3), 821 (1967).
- V. Z. Kresin, Journal of Low Temperature Physics 11, 519 (1973).
- J. Geyer, R. M. Fernandes, V. G. Kogan, and J. Schmalian, Phys. Rev. B 82, 104521 (2010).
- A. A. Shanenko, M. V. Milosevic, F. M. Peeters, and A. V. Vagov, Phys. Rev. Lett. 106, 047005 (2011).
- A. Z. Pokrovskii and V. L. Patashinskii, Fluctuation Theory of Phase Transitions, Pergamon Press, Oxford, USA (1999).
- D. R. Nelson and J. M. Kosterlitz, Phys. Rev. Lett. 39, 1201 (1977.
- A. L. Fetter and J. D. Walecka, Quantum Theory of Many-Particle Systems, Dover Publications, N.Y., USA (2003).
- A. Vagov, A. A. Shanenko, M. V. Milosevic, V. M. Axt, V. M. Vinokur, J. A. Aguiar, and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 93, 174503 (2016).
- S. Wolf, A. Vagov, A. A. Shanenko, V. M. Axt, A. Perali, and J. A. Aguiar, Phys. Rev. B 95, 094521 (2017).
- J. M. Kosterlitz and D. J. Thouless, Journal of Physics C: Solid State Physics 6, 1181 (1973).
- P. G. de Gennes, Superconductivity Of Metals And Alloys, CRC Press, N.Y., USA (1999).
- A. Vagov, A. A. Shanenko, M. V. Milosevic, V. M. Axt, and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 86, 144514 (2012).
- A. Cappellaro and L. Salasnich, Sci. Rep. 10, 9088 (2020).
- H. Z. Zhi, T. Imai, F. L. Ning, J.-K. Bao, and G.-H. Cao, arXiv:1501.00713, 2015.
- C. C. Hao Jiang, Guanghan Cao, arXiv:1412.1309 (2015).
- R. Brusetti, P. Monceau, M. Potel, P. Gougeon, and M. Sergent, Solid State Commun. 66(2), 181 (1988).
- J.-F. Mercure, A. F. Bangura, X. Xu, N. Wakeham, A. Carrington, P. Walmsley, M. Greenblatt, and N. E. Hussey, Phys. Rev. Lett. 108, 187003 (2012).
- J.-K. Bao, J.-Y. Liu, C.-W. Ma, Z.-H. Meng, Z.-T. Tang, Y. -L. Sun, H.-F. Zhai, H. Jiang, H. Bai, C.-M. Feng, Z. -A. Xu, and G.-H. Cao, Phys. Rev. X 5, 011013 (2015).
- Z.-T. Tang, J.-K. Bao, Y. Liu, Y.-L. Sun, A. Ablimit, H.-F. Zhai, H. Jiang, C.-M. Feng, Z.-A. Xu, and G.-H. Cao, Phys. Rev. B. 91(2), 020506(R) (2015).
- Z.-T. Tang, J.-K. Bao, Z. Wang, H. Bai, H. Jiang, Y. Liu, H.-F. Zhai, C.-M. Feng, Z.-A. Xu, and G.-H. Cao, Science China Materials 58(1), 16 (2015).
- C. Xu, N. Wu, G.-X. Zhi, B.-H. Lei, X. Duan, F. Ning, C. Cao, and Q. Chen, npj Computational Materials 6(1), 30 (2020).
- H. Lin, W. Huang, G. Rai, Y. Yin, L. He, Q.-K. Xue, S. Haas, S. Kettemann, X. Chen, and S.-H. Ji, arXiv:2209.00758, 2023.
- S.-Q. Wu, C. Cao, and G.-H. Cao, Phys. Rev. B 100, 155108 (2019).
- J. Ranninger and J. M. Robin, Phys. Rev. B 53, R11961 (1996).
- J. Sous, Y. He, and S. A. Kivelson, npj Quantum Mater. 8, 25 (2023).
- T. Terashima, N. Kikugawa, A. Kiswandhi et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 90, 144517 (2014).
- Q. Chen, J. Stajic, S. Tan, and K. Levin, Phys. Rep. 412, 1 (2005).
- Y. Lubashevsky, E. Lahoud, K. Chashka, D. Podolsky, and A. Kanigel, arXiv:1107.1487 (2012).
- K. Okazaki, Y. Ito, Y. Ota, Y. Kotani, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C.-T. Chen, S. Niitaka, T. Hanaguri, H. Takagi, A. Chainani, and S. Shin, arXiv:1307.7845 (2014).
- Y. Nakagawa, Y. Kasahara, T. Nomoto, R. Arita, T. Nojima, and Y. Iwasa, Science 372, 190 (2021).
- Y. Suzuki, K. Wakamatsu, J. Ibuka, H. Oike, T. Fujii, K. Miyagawa, H. Taniguchi, and K. Kanoda, Phys. Rev. X 12, 011016 (2022).
- S. Lee, J.-H. Kim, and Y.-W. Kwon, arXiv:2307.12008 (2023).
- S. Lee, J. Kim, H.-T. Kim, S. Im, S. An, and K. H. Auh, arXiv:2307.12037 (2023).
- L. Si, M. Wallerberger, A. Smolyanyuk, S. di Cataldo, J. M. Tomczak, and K. Held, arXiv:2308.04427 (2023).
- H. Wu, L. Yang, B. Xiao, and H. Chang, arXiv:2308.01516 (2023).
- K. Kumar, N. K. Karn, Y. Kumar, and V. P. S. Awana, arXiv:2308.03544 (2023).
- Q. Hou, W. Wei, X. Zhou, Y. Sun, and Z. Shi, arXiv:2308.01192.
- Y. Jiang, S. B. Lee, J. Herzog-Arbeitman, J. Yu, X. Feng, H. Hu, D. Calugaru, P. S. Brodale, E. L. Gormley, M. G. Vergniory, C. Felser, S. Blanco-Canosa, C. H. Hendon, L. M. Schoop, and B. A. Bernevig, arXiv:2308.05143 (2023).
- D. Garisto, Nature 620, 705 (2023).