Основные научные достижения 2018 г.

Температурная зависимость лондоновской длины, определяемой спин-поляронными фермионами в сверхпроводящей фазе купратов

РФФИ 18-02-00837 «Кинетические и гальваномагнитные свойства спин-поляронного ансамбля в купратных сверхпроводниках». Руководитель – д.ф.-м.н. Дзебисашвили Д.М.

 

Представления о спин-поляронной природе фермиевских квазичастиц в купратах использованы для изучения кинетических характеристик этих материалов в сверхпроводящей фазе. При учете реальной структуры CuO2- плоскости разработан оригинальный метод вычисления лондоновской глубины проникновения магнитного поля λ. Полученные температурные зависимости λ-2 при разных уровнях легирования демонстрируют монотонное уменьшение (рисунок 1). Значение λ-2 при Т=0 и значение температуры Тс, при которой λ расходится, хорошо согласуются с экспериментальными данными. На основе развитой теории впервые воспроизведена экспериментально наблюдаемая при допировании, близком к оптимальному, точка перегиба в температурной зависимости λ-2(T) (рисунок 2). Важно подчеркнуть, что точка перегиба возникает только для ансамбля спин-поляронных фермионов. Этот результат свидетельствует в пользу спин-поляронной природы фермиевских квазичастиц, проявляющих куперовскую неустойчивость с высоким значением температуры перехода в сверхпроводящую фазу.

 

3_2018.jpg

 

Рисунок 1. Температурные зависимости λ-2 при разных уровнях легирования: x = 0,10; 0,15; 0,20; 0,22; 0,24. Параметры модели, использованные при расчетах, указаны в правом верхнем углу рисунка. Рисунок 2. Точка перегиба в температурной зависимости λ-2 при оптимальном уровне легирования x = 0,17. Вертикальная штрих- пунктирная прямая обозначает положение точки перегиба Ti ≈ 13 K. Пунктирная линия при Т < Тi является экстраполяцией λ-2(Т).

 

 

Dzebisashvili D.M., Komarov K.K. London penetration depth in the ensemble of spin polarons of cuprate superconductors // European Physical Journal B. 2018. V. 91. P. 278.

Влияние спин-переориентационного перехода на спиновую динамику в редкоземельном ортоферрите YbFeO3

Проект государственного задания 0356-2017-0033 «Фундаментальные основы, материалы, структуры и устройства спиновой электроники». Руководитель – д.ф.-м.н. Волков Н.В.

Методом оптической зонной плавки синтезированы монокристаллы ортоферрита YbFeO3. Проведено подробное исследование спиновой динамики в полученном кристалле при температурах выше и ниже температуры спин-переориентационного перехода TSR = 7.6 K в магнитных полях, приложенных вдоль осей a, b и c кристалла. Используя методику неупругого рассеяния нейтронов обнаружено, что спектр магнитных возбуждений состоит из двух мод, сильно разделенных по энергии: трехмерная мода с шириной 60 meV, связанная с антиферромагнитно упорядоченной подсистемой железа и квазиодномерные флуктуации порядка 1 meV, связанные с подсистемой иттербия. Такое квазиодномерное поведение подсистемы Yb в ортоферритах обнаружено впервые.

T=2K (H,0,0) (0,K,0) (0,0,L)
1_2018.jpg

 

T=15K

2_2018.jpg

 

Спектры неупругого рассеяния нейтронов в YbFeO3 при температурах выше (15 К, нижний ряд) и ниже (2 К, верхний ряд) спин-переориентационного перехода, показывающие квазиодномерный характер спиновых возбуждений вдоль направления L обратной решетки.


Nikitin S.E., Wu L.S., Sefat A.S., Shaykhutdinov K.A., Lu Z., Meng S., Pomjakushina E.V, Conder K., Ehlers G., Lumsden M.D., Kolesnikov A.I., Barilo S., Guretskii S.A., Inosov D.S., Podlesnyak A. Decoupled spin dynamics in the rare-earth orthoferrite YbFeO3: Evolution of magnetic excitations through the spin-reorientation transition // Physical Review B. 2018. V. 98. P. 064424.