Effects of annealing on the fluctuation conductivity and pseudogap in slightly doped HoBa2Cu3O7–δ single crystals

Анотація

Вивчено вплив відпалу при кімнатній температурі на флуктуаційну провідність (ФЛП) σ′(T) і псевдощілину (ПЩ) Δ^*(T) у базисній площині ab монокристалів ReBa₂Cu₃O_7–δ (Re = Ho) з нестачею кисню. Показано, що на всіх етапах відпалу ФЛП поблизу Tc можна описати флуктуаційними теоріями Асламазова–Ларкіна та Макі–Томпсона, де спостерігається 3D–2D кросовер із підвищенням температури. За температурою кросовера Т₀ визначено довжину когерентності вздовж осі c — ξ_с(0) = (2,82 ± 0,2) Å. На проміжному етапі відпалу виявлено аномальне зростання 2D ФЛП, що пов’язано з впливом некомпенсованих магнітних моментів у HoBa₂Cu₃O_7–δ (HoBCO): μ_{eff, Ho} = 9,7μ_B. Для загартованого зразка S1 температурна залежність ПЩ має форму, типову для монокристалів з великою кількістю дефектів. Проте Δ^*(T) має два невеликі додаткові максимуми при високих температурах, що є особливістю монокристалів HoBCO з вираженими двійниками та вказує на двофазність зразка. Під час відпалу форма Δ^*(T) помітно змінюється, ймовірно, за рахунок збільшення магнітної взаємодії (зразок S2). Більш важливою є зміна нахилу даних при високих температурах, який став приблизно в 3,5 рази крутішим. Упорядкування розподілу кисню за рахунок процесу дифузії під час відпалу дещо компенсує вплив магнітної взаємодії, проте нахил не змінюється (зразок S3). Цікаво, що нахил виявляється таким же, як і для надпровідників на основі FeAs, що свідчить про можливість існування хвиль спінової щільності в HoBCO в ПЩ стані. Порівняння псевдощілинного параметра Δ^*(T)/Δ^*_max поблизу Tc з теорією Пітерса–Бауера виявило незначне збільшення щільності локальних пар <n_↑n_↓>, що має пояснювати спостережене підвищення Tc на 9 K під час відпалу.