Особенности избыточной проводимости и возможная псевдощель в сверхпроводниках FeSe

Анотація

Досліджено температурну залежність надлишкової провідності σ ′(Т) в трьох полікристалічних зразках надпровідника FeSe_0,94, які виготовлено за різною технологією. Отримані з вимірювань температурні залежності параметра Δ*(Т), який в купратах асоціюється з псевдощілиною, проаналізовано в моделі локальних пар. При високих температурах усі три зразки демонструють високий вузький максимум Δ*(Т) при Т_s1 ~ 250К, який є типовим для магнітних надпровідників. Нижче Т≈ 225К залежності Δ*(Т) відрізняються. Практично в усьому інтервалі температур нижче Т_s1 зразок S2, який був виготовлений методом твердотільної реакції й не містить домішок, демонструє Δ*(Т), типову для Fe-пниктидів. Виняток становить інтервал від температури структурного переходу Т_s = 85 К до Т_с, де Δ*(Т) має нетиповий широкий максимум. Аналіз отриманої залежності дає змогу говорити про відкриття псевдощілини в цьому зразку FeSe_0,94 нижче Т_s. Виготовлені методом часткового плавлення зразки S1, який містить 4 мас.% Ag, та S3, який має номінальну композицію, але містить включення ненадпровідної гексагональної фази, демонструють ідентичні Δ*(Т), проте відмінні від S2. На них виявлено ряд особливостей, які корелюють з температурами, при яких спостерігаються особливості на М(Т), і коефіцієнт Хола R_H(T) декілька раз і взмінює знак при зменшенні Т, що вказує на зміну типу носіїв заряду в FeSe. Нижче Т_s зразок S1 також демонструє форму Δ*(Т), яка нагадує псевдощілину, але спотворену впливом домішок Ag. На залежності Δ*(Т) зразка S3 нижче Т_s практично немає максимуму, оскільки ненадпровідні домішки гексагональної фази перешкоджають утворенню спарених ферміонів у S3 поблизу Т_с. Як наслідок, S3 має й мінімальну густину локальних пар <n_↑n_↓> = 0,26, яка була визначена шляхом порівняння Δ*(Т_G)/Δ_max поблизу Т_с з теорією Пітерса−Бауера, а залежність Δ*(Т) не узгоджується з теорією. Максимальну <n_↑n_↓> = 0,47 має S1 імовірно внаслідок впливу домішок Ag. Зразок S2, що не містить домішок, має <n_↑n_↓>≈ 0,3, таку ж, як і в YBa₂Cu₃O_7–δ, й обидві залежності Δ*(Т) для S1 та S2 узгоджуються з теорією в широкому інтервалі температур