Универсальность зарядового порядка получила новое подтверждение

Международная группа ученых, организованная по инициативе исследователей из Миннесоты, обнаружила зарядовый порядок в HgBa₂CuO₄, что стало еще одним подтверждением универсальности этого явления для высокотемпературных сверхпроводников.

Зарядовый порядок — расположение носителей заряда в виде полос — возникает в квазидвумерных плоскостях, формируемых атомами меди и кислорода в купратах. Он препятствует возникновению сверхпроводящего состояния и активно изучается во всем мире для выяснения пределов высокотемпературной сверхпроводимости.

Впервые зарядовый порядок открыли в одном классе купратов в 1995 г., но только в последние годы накопились экспериментальные результаты (в особенности, наблюдение зарядового порядка в YBCO в 2012 г.) указывающие на возможную общность данного эффекта для всех купратов.

HgBa₂CuO₄ это классический купратный материал, имеющий довольно простую кристаллическую структуру, который становится сверхпроводящим при температуре –175°С.

Еще одним важным фактом, установленным в ходе новой работы, стало обнаружение универсальной корреляции между периодом квантовых осцилляций и пространственным периодом зарядового порядка. Так называемые квантовые осцилляции — колебания электрического сопротивления — возникают при разрушении сверхпроводимости под действием интенсивного внешнего магнитного поля.

Выявление универсальной связи между этими, казалось бы разнородными явлениями в столь сложном материале имеет первостепенное значение для исследователей высокотемпературной сверхпроводимости, так как позволяет им установить какой из эффектов основной, а какой — производный.

Значительная часть работы, представленной в Nature Communications, выполнена на XUV-дифрактометре с применением синхротронного источника BESSY II в берлинском Центре Гельмгольца (Германия) и особенно высокочувствительного метода резонансной мягкой рентгеновской дифракции.