Peculiar transport mechanisms of charge carriers in the normal state of underdoped cuprate superconductors

Анотація

Вивчено особливі властивості перенесення заряду високотемпературних купратних надпровідників, за допомогою розглядання відмінних механізмів перенесення трьох типів носіїв заряду (великі полярони, збуджені компоненти поляронних (бозонних) куперівських пар та самі бозонні куперівські пари) у нормальному стані недолегованих та оптимально легованих купратів. Для конкретного розглянутого купрата було розраховано провідність вищезгаданих носіїв заряду з урахуванням їх розсіювання на акустичних та оптичних фононах вище температури надпровідного переходу T_c. В наслідок чого, чітко помітні діапазони температурної залежності внутрішньоплощинного питомого опору ρ_ab(T) як вище, так і нижче температури утворення псевдощілини T* (>T_c) демонструють зовсім іншу поведінку порівняно з тією, що очікується для звичайних фермі-рідинних металів, тим самим забезпечуючи переконливе підтвердження існування нових металевих станів. Отримані теоретичні результати, порівняні з експериментальними даними, дозволяють послідовно пояснити різні аномальні особливості поведінки ρ_ab(T), що спостерігаються в купратних надпровідниках на основі La-, Y- та Bi вище T_c. Зроблено висновок, що в недолегованих та оптимально легованих купратах, вище T*, розсіювання поляронних носіїв на акустичних та оптичних фононах зумовлює лінійну тенденцію ρ_ab(T), тоді як відповідні відхилення вниз та вгору від лінійності нижче T* зумовлені домінуючою провідністю бозонних куперівських пар та впливом псевдощілини BCS-типу на провідність збуджених (дисоційованих) поляронних компонентів у нормальному стані.