Достаточно сильное магнитное поле проникает в сверхпроводник в виде так называемых магнитных вихрей, каждый из которых несет на себе один квант магнитного потока. Вне области, занимаемой вихрями, сверхпроводимость сохраняется, но при пропускании через образец электрического тока вихри могут прийти в движение, что приведет к диссипации энергии и к появлению конечного сопротивления. При практическом использовании сверхпроводников с этим борются, например, создавая в сверхпроводнике искусственные центры пиннинга, на которых вихри закрепляются и остаются неподвижными даже в присутствии тока. Исследование динамики магнитных вихрей представляет, таким образом, большой интерес. Хотя поведение вихревой решетки (а также вихревой жидкости и вихревого стекла) как целого изучалось очень детально, экспериментальные данные о динамике отдельных вихрей практически отсутствуют.

В статье [1] группа физиков из США, Израиля и Канады сообщила о разработке методики наблюдения за отдельными магнитными вихрями с использованием магнитного силового микроскопа (МСМ). Когда острая игла МСМ приближается к поверхности сверхпроводника, на нее действует сила со стороны выходящего на эту поверхность магнитного вихря (рис. 1a). Измеряя отклонение иглы при сканировании вдоль поверхности, можно получить изображение “среза” вихревой системы. Поскольку игла, в свою очередь, тоже действует на вихрь, то удается “зацепить” один-единственный вихрь и либо оторвать его от центра

Теория предсказывает [1], что в сильнокоррелированных системах в окрестности точки магнитной неустойчивости подвижных носителей заряда при T = 0 возможна сверхпроводимость за счет нефононного механизма, когда электроны связываются в куперовские пары вследствие обмена не фононами (как в обычных сверхпроводниках), а квантовыми магнитными флуктуациями. В работе [2] показано, что нефононная сверхпроводимость может возникать и благодаря флуктуациям совершенно другого рода, связанным с так называемой локальной критической точкой.

Фазовая диаграмма CeRhIn5 в координатах «температура – давление». Различные цвета отвечают различным величинам показателя ε в экспериментальной температурной зависимости удельного сопротивления ρ (T) – ρ (0) = ATε (см. цветовую гамму справа). AF – антиферромагнетизм, FL – ферми-жидкость, NFL – неферми-жидкость.

На основании исследований зависимости сопротивления монокристаллов антиферромагнитного соединения CeRhIn5, в котором носителями заряда являются тяжелые фермионы, от температуры и давления авторы [2] пришли к выводу о наличии у него критической точки, вблизи которой сосуществующие магнитные и зарядовые флуктуации приводят к рассеянию электронов, максимальному при оптимальном для сверхпроводимости давлении (см. рис.). При этом удельное сопротивление в направлении оси c и вдоль плоскости ab практически одинаково, то есть рассеяние является изотропным. Авторы [2] высказывают

Слоистый моттовский диэлектрик TaS2 (единственный халькогенид переходных металлов, в котором имеется моттовская фаза) интенсивно изучался в 70-х годах прошлого века. И тогда казалось, что его основные физические свойства полностью ясны. В этом соединении слои Ta разделены слоями S (см. рис.), а отсутствие у него металлической проводимости (несмотря на нечетное число валентных электронов) связано, как принято считать, с волной зарядовой плотности (ВЗП).

Фрагмент кристаллической структуры TaS2

Однако недавно в работе [1] из этого диэлектрика удалось в буквальном смысле “выжать” сверхпроводимость при Tc » 5 К, приложив к нему высокое давление. Причина перехода диэлектрика в металл заключается, по-видимому, в изменении структуры, что приводит, в свою очередь, к изменению типа ВЗП и появлению свободных носителей заряда (именно допирование свободными носителями ведет к сверхпроводимости купратных ВТСП). Насколько далеко можно провести аналогию TaS2 с купратами, должны показать экспериментальные исследования симметрии сверхпроводящего состояния и других сверхпроводящих характеристик этого материала.

Л.Опенов