134507(2005); Phys. Rev. B 76, 064512(2007); PNAS 104, 15259 (2007); Phys. Rev. B 79, 174501 (2009)。在这两个条件基础上，他们在Bi2Sr2-xLaxCuO6（Bi-2201）单晶上成功测量出与超导相关的熵的变化，第一次从熵的角度，证明欠掺杂的氧化物超导体不满足BCS物理图像：在正常态已经有部分电子库柏对存在，而超导转变则对应相位相干特性的建立。
他们的典型结果显示在图2中。图2(a) 和2(b) 显示的是两个欠掺杂Bi-2201单晶样品，图2(c)是过掺杂样品与超导相关的比热数据，图2(d)显示的是纯Nb的数据。可以看出，非常过掺杂的样品在超导转变附近具有非常陡峭的转变行为，与常规超导体Nb的数据非常类似，所计算的熵也在超导转变温度处守恒（图3(c)）。但是，对于欠掺杂的样品，其超导转变温度处的比热跳变高度很矮，远远低于BCS理论预言的值。越到欠掺杂，比热跳变高度越矮，有趣的是在转变温度以上很高的温区仍然有一个长长的尾巴。所计算的熵在超导转变温度处不守恒（图3(c)）。本工作的一个重要发现是，当把超导转变以上的部分均考虑在内时，熵会自动守恒（图3(c)）。联想到从过掺杂到欠掺杂的连续过渡规律，可以认定，欠掺杂的样品在远远高于超导转变温度的区域已经存在电子库柏对了。根据比热数据所画出的相图见图4， 可见在超导转变温度以上的大面积范围内有与超导相关的熵。这样一个非BCS图像将在很多方面改变对超导基本特性的理解。如超导凝聚能的概念需要重新定义。超导凝聚能不仅包含有转变温度以下由于发生超导相变而节省的能量，在正常态库柏对的形成已经降低了系统相当多的能量。如3(d)所示，对于超导转变温度为11K的样品，正常态以上由于形成预配对而降低的能量占到系统总凝聚能的一半左右！这个工作从熵的角度说明，氧化物超导体的超导凝聚过程是非BCS型的。即便正常态是费米弧或者费米口袋金属态，即所谓小费米面金属态，在超导转变温度以下，可能在这些小费米面上有超导能隙重新打开，也不能简单把它看成是一个BCS型超导相变。（来源：中科院物理研究所）
上一页 [1] [2] [3] [4]
|
