ИСТИНА

В рамках данного проекта предполагается выполнить фундаментальные теоретические исследования электронных свойств новых железосодержащих высокотемпературных сверхпроводников (ферропниктидов). При теоретическом анализе электронных свойств ферропниктидов планируется исходить из недавно предложенной модели, естественным образом объединяющей популярные s+- модель и модель межзонного спаривания. При этом предполагается провести теоретические исследования электронных свойств как пространственно-однородных ферропниктидов, так и пространственно-неоднородных гибридных наноструктур, содержащих ферропниктиды, слои изолятора, нормального металла или ферромагнетика. При теоретическом анализе электронных свойств пространственно-однородных ферропниктидов планируется рассчитать температурные зависимости их параметров порядка, соответствующих межзонному и внутризонному спариванию. При теоретическом анализе пространственно-неоднородных гибридных наноструктур, содержащих ферропниктиды, планируется рассчитать вольт-амперные характеристики контактов ферропниктидов с нормальным металлом и ферромагнетиком. Также планируется рассчитать фазовую и температурную зависимости тока Джозефсона гибридных наноструктур из ферропниктидов с прослойками из изолятора или ферромагнетика. Планируемые теоретические исследования электронных свойств новых железосодержащих высокотемпературных сверхпроводников являются фундаментальными, поскольку позволят прояснить вид сверхпроводящего спаривания в них. Также планируемые теоретические исследования имеют важное прикладное междисциплинарное значение, поскольку они заложат основы для их практического применения в устройствах сверхпроводящей электроники.

В рамках данного проекта нами предложен новый, микроскопически обоснованный теоретический метод расчета электронного транспорта в гетероструктурах с новыми сверхпроводниками, который позволяет учитывать как сложный анизотропный спектр квазичастичных возбуждений в них, их многозонность, межзонное и междолинное рассеяние на границе, знакопеременность и анизотропию параметра порядка в них, так и различные ориентации границы относительно кристаллографических осей такого сверхпроводника. Основываясь на этом микроскопическом подходе, нами были выведены граничные условия для контакта однозонного нормального металла с двухзонным сверхпроводником для различных углов ориентации границы относительно кристаллографических осей двухзонного сверхпроводника. Основываясь на этих новых граничных условиях, нами были рассчитаны проводимости контактов однозонного нормального металла со сверхпроводящим пниктидом (N-S_p контакт) для различных углов ориентации и различных моделей сверхпроводящего спаривания в пниктиде. Нами было показано, что только N-S_p контакты с нулевым углом разориентации позволяют по данным туннельной спектроскопии различить виды спаривания в пниктиде. Нами были рассмотрены s++, s+- модели внутриорбитального сверхпроводящего спаривания и модель межорбитального спаривания в пниктиде. Нами было показано, что s+-, s++ модели различаются по наличию (отсутствию) подщелевых особенностей на вольт-амперных характеристиках (ВАХ) N-S_p переходов. Мы показали, что другой отличительной особенностью ВАХ N-S_p переходов со сверхпроводником S_p, описываемым s+- моделью, является подавление проводимости таких переходов с большой прозрачностью по сравнению с проводимостью аналогичного перехода, со сверхпроводником S_p, описываемого s++ моделью. Мы показали, что ВАХ N-S_p контактов со сверхпроводником S_p, описываемым в рамках модели межорбитального спаривания, характеризуется дополнительной особенностью при нулевом напряжении. Предложенный нами микроскопический подход качественно подтвердил наши предыдущие расчеты по теоретическому исследованию электронного транспорта в гетероструктурах, содержащих пниктид и ферромагнетик, для нулевого угла разориентации. Также в рамках данного проекта мы рассчитали фазовые зависимости джозефсоновского тока в структурах, содержащих однозонный сверхпроводник БКШ-типа с изотропным параметром порядка s-типа, изолятор и пниктид (S-I-S_p переход), для модели межорбитального сверхпроводящего спаривания и для s+- модели в пниктиде. Нами было показано, что если для s+- модели фазовая зависимость тока Джозефсона S-I-S_p перехода является близкой к синусоидальной с устойчивым состоянием, которому соответствует нулевая разность фаз параметров порядка двух сверхпроводящих берегов, то для модели межорбитального спаривания ток-фазовая зависимость является существенно несинусоидальной и устойчивому состоянию соответствует ненулевая разность фаз. Кроме того, нами были рассчитаны температурные зависимости критического тока Джозефсона S-I-S_p структур как для модели межорбитального спаривания, так и для s+- модели в пниктиде, и показано, что данные температурные зависимости являются достаточно плавными для обеих рассматриваемых моделей и не отличаются качественно от температурной зависимости критического тока S-I-S структуры, следующей из теории Амбегаокара-Баратова. При проведении этих расчетов учитывалась полученная нами в ходе данного проекта температурная зависимость модуля параметра порядка пространственно-однородного пниктида, описываемого моделью межорбитального спаривания. На основе предложенного нами нового микроскопического подхода нами впервые предложен метод учета множественного андреевского отражения в надломанных контактах вида пниктид-пниктид. Основываясь на этом методе нами дано качественное подтверждение наибольшей вероятности осуществления s++ сценария симметрии параметра порядка в пниктиде. Нами теоретически предсказан новый физический эффект, заключающийся в «проецировании» поверхности Ферми нормального металла на поверхность Ферми находящегося с ним в контакте необычного сверхпроводника. Учет этого эффекта исключительно важен для осмысления данных по туннельной спектроскопии необычных сверхпроводников.