Two-dimensional Berezinskii–Kosterlitz–Thouless topological phase transition in three-dimensional Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x:(La,Sr)MnO3 nanocomposites

Анотація

Досліджено електротранспортні властивості випадкових бінарних мереж, що складаються з мікрочастинок високотемпературного надпровідника Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+x (Bi2223) і наночастинок напівметалевого феромагнетика La_2/3Sr_1/3MnO₃ (LSMO). Експериментальні вольт-амперні характеристики об’ємних зразків нанокомпозиту з об’ємним вмістом компонентів 4:1 при переході в надпровідний стан добре описуються моделлю Березинського–Костерліца–Таулесса (БКТ) для двовимірних (2D) надпровідників. Спостережена 2D-подібна поведінка три-вимірних транспортних властивостей нанокомпозиту, найбільш імовірно, обумовлена двома різними фізичними просторовими масштабами, які формують властивості нанокомпозиту: значна різниця між геометричними розмірами складових компонентів та поява триплетного надпровідного стану індукованого ефектом близькості в напівметалевому манганіті LSMO, що контактує з Bi2223. Нижче температури надпровідного переходу Bi2223 об’ємні резистивні втрати в наноструктурі визначаються струмом, що протікає через феромагнітні наночастинки LSMO, які покривають мікрогранули Bi2223. При зниженні температури індукований близькістю надпровідний перехід реалізується на 2D-поверхні наночастинок LSMO, що покривають мікрогранули Bi2223, та проявляється як топологічний БKT-подібний надпровідний перехід в масивному зразку.