Сверхпроводимость s-типа в тяжелофермионных соединениях

Известно, что соединения с тяжелыми фермионами (ТФ) обладают сверхпроводящими свойствами, отличными от свойств, предсказываемых теорией БКШ. Так в CeCu2Si2, UBe13, UPt3 реализуется сверхпроводимость с анизотропным параметром порядка (ПП). С другой стороны, недавние экспериментальные исследования тяжелофермионного скуттерудита LaFe4P12 (Y. Nakai, et.al., JPSJ, 74, 3370, 2005) являющегося сверхпроводником при T <T_C=4.1 K, показали, что это соединение в условиях развитых АФМ флуктуаций, обладает изотропным сверхпроводящим ПП, характеризуемым симметрией s-типа.

Для объяснения полученных в указанной работе результатов, был рассмотрен механизм куперовской неустойчивости в ТФ соединениях, который, с одной стороны, учитывает спин-флуктуационное рассеяние, а с другой - приводит к сверхпроводимости s-типа. С этой целью, в рамках периодической модели Андерсона (ПМА), в пределе сильных электронных корреляций (U- бесконечно) в куперовском канале методом диаграммной техники для операторов Хаббарда вычислена амплитуда рассеяния f-электронов (темный квадрат на приведенной ниже диаграмме):

2006_2_1.gif

Для затравочной амплитуды (светлый квадрат) учитывались вклады

2006_2_2.gif

Из условия существования полюса амплитуды рассеяния получено уравнение, определяющее критическую температуру перехода (Tc) в сверхпроводящую фазу с s-симметрией параметра порядка. На основе самосогласованного решения системы уравнений рассчитана фазовая диаграмма (рисунок 1) зависимость Tc от концентрации электронов и параметра гибридизации. Оказалось, что область реализации сверхпроводящей фазы примыкает к области существования ненасыщенного ферромагнитного состояния и не пересекается с ней. Полученные результаты могут быть использованы для описания перехода в сверхпроводящую фазу с s-симметрией параметра порядка в тяжелофермионном скуттерудите LaFe4P12. При этом, для получения значений Tc, близких к экспериментальным, существенным оказался учет процессов рассеяния фермионов на спиновых флуктуациях.

2006_2_3.gif

  1. Вальков В.В., Дзебисашвили Д.М. О сверхпроводимости s-типа в тяжелофермионных соединениях // Письма в ЖЭТФ, 2006, т. 84, №4, стр. 251-255.
  2. Val’kov V.V., Dzebisashvili D.M. Kinematic mechanism of the superconductivity in the periodic Anderson model // International Conference on Magnetism (ICM-2006). Books of Abstracts, Kyoto, Japan. August 20-25, 2006, p.144.
  3. Вальков В.В., Дзебисашвили Д.М. Сверхпроводимость в периодической модели Андерсона // Тезисы докладов второй международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости» ФПС’06. Москва-Звенигород, 9-13 октября 2006 г., стр. 46-47.
  4. Вальков В.В., Дзебисашвили Д.М. Сверхпроводимость s-типа в периодической модели Андерсона // Тезисы докл. 34-го совещания по физике низких температур. НТ-34. Ростов-на-дону – п.Лоо, 26-30 сентября 2006 г., стр. 221-222.

Лаборатория теоретической физики