Сильная спин-зарядовая связь и ее проявление в структуре квазичастиц, куперовской неустойчивости и электромагнитных свойствах купратов
Вальков В.В., Дзебисашвили Д.М., Коровушкин М.М., Комаров К.К., Барабанов А.Ф.

Поступила в редакцию: 20 Ноября 2018

DOI: 10.1134/S0044451019060099

PDF (473.2K)

Спектр фермиевских возбуждений, проблема куперовской неустойчивости и лондоновская глубина проникновения магнитного поля в купратных сверхпроводниках рассмотрены в рамках единой концепции, основанной на учете сильной связи между спинами ионов меди и дырками на ионах кислорода. Эта связь приводит к сильной ренормировке затравочного спектра кислородных дырок с формированием спин-поляронных квазичастиц. Анализ куперовской неустойчивости, проведенный в рамках спин-поляронной концепции для различных каналов, показал, что в ансамбле спин-поляронных квазичастиц реализуется только сверхпроводящее d-спаривание, тогда как решения, соответствующие s-спариванию, отсутствуют. Продемонстрировано, что сверхпроводящее d-спаривание не подавляется кулоновским отталкиванием дырок, находящихся на соседних ионах кислорода. Этот эффект обусловлен особенностями кристаллографического строения CuO₂-плоскости и отмеченной выше сильной спин-фермионной связью. В результате такое взаимодействие дырок выпадает из ядра интегрального уравнения для сверхпроводящего параметра порядка с d-типом симметрии. Показано, что хаббардовское отталкивание дырок и их взаимодействие для второй координационной сферы кислородной подрешетки при реальных величинах взаимодействия не подавляют сверхпроводимости d-типа. Для спин-поляронного ансамбля исследована зависимость лондоновской глубины проникновения магнитного поля от температуры и концентрации дырок. Установлено, что особенности этой зависимости тесно связаны со спецификой спин-поляронного спектра.