Физики МГУ определили энергетические параметры новых сверхпроводников

Сотрудники кафедры физики низких температур и сверхпроводимости физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова впервые исследовали сверхпроводящие (СП) свойства высокотемпературных железосодержащих пниктидов нового семейства 1144 — CaKFe4As4 — и напрямую определили его фундаментальные энергетические параметры. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. 

Статья опубликована в журнале «Письма в ЖЭТФ» и отмечена как «Выбор редакции». Работа проводилась при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (грант No 075-15-2021-1353).

Сверхпроводники CaKFe4As4 на основе железа недавно открытого и поэтому малоисследованного семейства 1144 обладают умеренными критическими температурами перехода в СП-состояние до Tc ≈ 35 К и, по оценкам, чрезвычайно высокими критическими магнитными полями Hc2(0) ~ 100 Тл, что является весьма перспективным для различных прикладных задач, в том числе для ядерных и синхротронных технологий. Вместе с тем, в отличие от родственных пниктидных семейств, соединения CaKFe4As4 немагнитны и сверхпроводят в стехиометрическом составе, что представляет значительный фундаментальный интерес с точки зрения теоретического описания механизмов высокотемпературной сверхпроводимости.

С помощью уникального метода, активно развиваемого на кафедре — спектроскопии эффекта некогерентных многократных андреевских отражений в планарных механически регулируемых контактах на микротрещине — показана многокомпонентная (многощелевая) сверхпроводимость в соединении CaKFe4As4: ниже Tc появляются и сосуществуют в каждой точке пространства как минимум два вида куперовских пар (два СП-конденсата), которые слабо взаимодействуют и разделены в пространстве импульсов. «Сильный» СП-конденсат с большей амплитудой СП-параметра порядка, предположительно, обладает анизотропией свойств в импульсном пространстве, т.е. энергия связи куперовских пар для него зависит от угла. Для «слабого» СП-конденсата подобная анизотропия СП-параметра порядка нами не наблюдалась. 

«Мы напрямую определили амплитуды СП-параметра порядка, а также их характеристические отношения. Также мы показали, что СП-щелевая структура и величины вышеуказанных отношений близки к таковым для родственных изоструктурных семейств Ba(Fe,Ni)2As2 и (Ba,K)Fe2As2 (семейство 122) и EuCsFe4As4 (семейство 1144, с магнитным переходом ниже Тс), исследованных группой ранее, что говорит об универсальности механизма сверхпроводимости железосодержащих пниктидов семейств 122 и 1144», — прокомментировал старший научный сотрудник кафедры физики низких температур и сверхпроводимости физического факультета МГУ Светослав Кузьмичев.