Магнитная резонансная мода в однослойном ВТСП Tl₂Ba₂CuO_6+d

Так как электрическая проводимость медно-оксидных ВТСП реализуется преимущественно в плоских структурных единицахCuO₂(общих для всех ВТСП), то большинство теоретических моделей высокотемпературной сверхпроводимости являются чисто двумерными. Однако действительность богаче сухой теории. Например, во многих ВТСП слоиCuO₂являются "гофрированными", что может оказывать существенное влияние, как на электронное строение, так и на критическую температуруT_c. Дополнительную путаницу вносит межслоевое взаимодействие, которое имеет место в ВТСП с двумя и более слоямиCuO₂в элементарной ячейке. Так, например, сразу же после обнаружения приT<T_cмагнитной резонансной моды в спектрах неупругого рассеяния нейтронов на двуслойных ВТСПYBa₂Cu₃O_7-dиBi₂Sr₂CaCu₂O_8+dбыло высказано предположение (и построены соответствующие теории), что эта мода (точнее — отвечающее ей коллективное спиновое возбуждение) является ключом к механизму сверхпроводимости всех ВТСП. Резонансная мода тут же была привлечена к объяснению аномалий квазичастичных спектров, наблюдавшихся в экспериментах по фотоэмиссии, рамановскому рассеянию, туннельной и оптической проводимости. Ее стали искать и в других ВТСП, приняв за недостающее звено на пути к механизму высокотемпературной сверхпроводимости.

Но тут исследователей ждало разочарование. Несмотря на значительные усилия большого числа ученых, в однослойном ВТСПLa_2-xSr_xCuO₄коллективных спиновых возбуждений так и не удалось обнаружить. Из этого был сделан неутешительный вывод о том, что резонансная мода есть просто-напросто специфическое проявление "двуслойности" и никак не связана со сверхпроводимостью.

В свете сказанного трудно переоценить значение опубликованной недавно статьи [H.Heet al., Science 295 (2002) 1045], в которой совместными усилиями российских (ИФТТ, Черноголовка), немецких (Max-Planck Institut fur Festkorperforschung, Штутгарт) и французких (Laboratoire Leon Brillouin,CEA-CNRS, Сакле;CEA, Гренобль) исследователей удалось таки наблюсти магнитную резонансную моду воднослойномВТСПTl₂Ba₂CuO_6+dсT_c(90К и далеко отстоящими друг от друга слоямиCuO₂(кстати, не "гофрированными"!). Авторам пришлось кропотливо<собрать>необходимый для эксперимента большой монокристалл из множества (более 300) небольших.

Следовательно, резонансная мода действительно является неотъемлемым атрибутом ВТСП, и для ее появления вовсе не требуется сильного взаимодействия между слоямиCuO₂, а достаточно (как и для сверхпроводимости) одного-единственного слояCuO₂. Таким образом, заложен экспериментальный фундамент для построения единой феноменологической (пока) картины высокотемпературной сверхпроводимости, основу которой составит признание факта ключевой роли взаимодействия зарядовых и спиновых возбуждений в механизме спаривания.

Остается, однако, вопрос: почему же все-таки резонансная мода не наблюдается в нейтронных спектрахLa_2-xSr_xCuO₄? Возможно, к этому причастна какая-либо неустойчивость, конкурирующая со сверхпроводимостью. А может, все дело — в недостаточно высокой величинеT_c, которая уLa_2-xSr_xCuO₄в два с лишним раза меньше, чем вYBa₂Cu₃O_7-d, Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+dиTl₂Ba₂CuO_6+d,, где резонансная мода присутствует

Л. Опёнов

ПЕРСТ