Параметры сверхпроводящих подсистем в диборидах магния и оксипниктидах железа по данным спектроскопии многократных андреевских отражений

Анотація

У багатощілинних надпровідниках фізичні параметри конденсатів визначаються як внутрішньозонною, так і міжзонною взаємодією. У разі двох надпровідних параметрів порядку, що знаходяться у межі слабкого зв’язку, найпростішим описом фізики такої системи є двозонна модель Москаленка та Сули, в рамках якої силу спарювання визначають чотири константи електрон-бозонної взаємодії. Зазвичай характеристичне відношення 2Δ₀/k_BT_c більше границі теорії БКШ 3,53, що вимагає введення перенормування для Δ₀ або T_c в обидва БКШ інтеграла. Таким чином, в рамках моделі Москаленка та Сули необхідно оперувати як мінімум шістьма параметрами для опису двощілинної надпровідної системи. При цьому величини, які спостерігаються за допомогою різних методик, є суперпозицією внесків кожної із зон та міжзонної взаємодії, які зазвичай не вдається розділити в експерименті. Тим більше в експерименті неможливо ізольовано вивчати властивості кожної з надпровідних підсистем, тобто зробити це за відсутності міжзонної взаємодії. На відміну від розширеної для двозонного випадку теорії Еліашберга, модель Москаленка та Сули дозволяє максимально простим способом описати надпровідний стан мінімальним набором величин, що, безумовно, привабливо для експериментаторів. У будь-якому випадку вирішальним фактором надійності такої оцінки є пряме, одночасне та прецизійне вимірювання обох параметрів порядку в залежності від температури, що є складною експериментальною задачею. Спектроскопія багаторазових андріївських відбиттів дозволяє визначити залежності параметрів порядку Δ_1,2(T) безпосередньо без експериментальних спектрів динамічної провідності андріївських контактів. За отриманими нами експериментальними залежностями Δ_1,2(T) проведено фітинг в рамках розширеної моделі Москаленка та Сули та оцінено параметри таких надпровідних систем, як MgB₂ + MgO, Mg_1–xAl_xB₂, а також залізовмісних оксіпніктідів ReO_1–xF_yFeAs (Re = Gd, Sm:Th, La). Показано, що внутрішньозонний зв’язок сильніше міжзонного приблизно в 15 разів для дибориду магнію та в 10 разів для арсенідів заліза з максимальними T_c, причому це відношення зменшується разом з T_c. Оцінені власні характеристичні відносини для «сильних» зон становлять ≈ 5,5 та 4,6 і практично не залежать від хімічного складу у дослідженому діапазоні T_c > 20 К. Для «слабких» зон це відношення є близьким до БКШ межі слабкого зв’язку 3,5.