Влияние немагнитной примеси на температуру сверхпроводящего перехода в слоистых структурах с нефононным механизмом сверхпроводимости

Анотація

Исследовано влияние немагнитных примесей на температуру сверхпроводящего перехода T c в сверхпроводниках с нефононным механизмом сверхпроводимости. При этом учитываются две особенности, присущие высокотемпературным сверхпроводникам (ВТСП): перекрытие энергетических зон и переменная плотность носителей заряда. Рассмотрены случаи s- и d_x² - y²-симметрии параметра порядка. Доказано нарушение теоремы Андерсона в случае s-симметрии параметров порядка как за счет межзонного рассеяния электронов на примесях, так и за счет внутризонного благодаря электрон-дырочной асимметрии в системе с нефононным механизмом сверхпроводимости. Получены аналитические выражения для величины T_c в области малых и больших концентраций примеси, а также найдены численные решения самосогласованной системы уравнений. Проанализировано влияния различных механизмов (изменение химического потенциала, внутризонных и межзонных времен релаксации на примеси) на T_c при указанных выше типах симметрии. Показана возможность объяснения ряда особенностей, присущих ВТСП, и, в частности, возможность полного подавления сверхпроводимости немагнитной примесью, получения высоких значений T_c при допировании диэлектрика. Показано также, что с ростом межзонного рассеяния на примесном потенциале происходит изменение зависимости T_c от концентрации примеси. Получено качественное согласие предложенной теории с экспериментальными данными по зависимости T_c от концентрации примесей Zn, Al и Ga в иттриевых и лантановых керамиках.