Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃
В сверхпроводящем состоянии d-волнового сверхпроводника Bi2223 методом микроконтактной термоэдс обнаружен аномально большой коэффициент Зеебека. Эффект объясняется образованием на поверхности d-волнового сверхпроводника связанного состояния, возникшего в результате интерференции прошедших и отраженн...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2011
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69430 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ / С.Л. Сидоров, А.И. Дьяченко, В.Ю. Таренков // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 2. — С. 40-48. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859955909871009792 |
|---|---|
| author | Сидоров, С.Л. Дьяченко, А.И. Таренков, В.Ю. |
| author_facet | Сидоров, С.Л. Дьяченко, А.И. Таренков, В.Ю. |
| citation_txt | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ / С.Л. Сидоров, А.И. Дьяченко, В.Ю. Таренков // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 2. — С. 40-48. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | В сверхпроводящем состоянии d-волнового сверхпроводника Bi2223 методом микроконтактной термоэдс обнаружен аномально большой коэффициент Зеебека. Эффект объясняется образованием на поверхности d-волнового сверхпроводника связанного состояния, возникшего в результате интерференции прошедших и отраженных от контакта волн квазичастиц. В сверхпроводящем состоянии FeTeSe эффект Зеебека отсутствовал, что доказывает s-волновой характер параметра порядка в этом сверхпроводнике.
У надпровідному стані d-хвильового надпровідника Bi2223 методом мікроконтактної термоерс виявлено аномально великий коефіцієнт Зеєбека. Ефект пояснюється утворенням на поверхні d-хвильового надпровідника зв'язаного стану, що виник в результаті інтерференції пройшовших та відбитих від контакту хвиль квазічастинок. У надпровідному стані FeTeSe ефект Зеєбека був відсутній, що доводить s-хвильовий характер параметра порядку в цьому надпровіднику.
Anomalously large Seebeck coefficient was found in the superconducting state of Bi2223 d-wave superconductor with using micro contact thermopower method. The effect is explained by the formation of a bound state on the surface of d-wave superconductor resulting from the interference of the quasiparticle waves transmitted and reflected by a contact. In the superconducting state of FeTeSe, Seebeck effect was absent, giving a proof of s-wave nature of the order parameter in this superconductor.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:19:09Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
© С.Л. Сидоров, А.И. Дьяченко, В.Ю. Таренков, 2011
PACS: 72.20.Pa, 74.25.Fy, 74.70.Dd
С.Л. Сидоров, А.И. Дьяченко, В.Ю. Таренков
ЭФФЕКТ ЗЕЕБЕКА В КУПРАТНОМ СВЕРХПРОВОДНИКЕ Bi2223
И ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕМ ПНИКТИДЕ FeTe0.7Se0.3
Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины
ул. Р. Люксембург, 72, г. Донецк, 83114, Украина
E-mail: sidorovsl@bk.ru
В сверхпроводящем состоянии d-волнового сверхпроводника Bi2223 методом мик-
роконтактной термоэдс обнаружен аномально большой коэффициент Зеебека.
Эффект объясняется образованием на поверхности d-волнового сверхпроводника
связанного состояния, возникшего в результате интерференции прошедших и от-
раженных от контакта волн квазичастиц. В сверхпроводящем состоянии FeTeSe
эффект Зеебека отсутствовал, что доказывает s-волновой характер параметра
порядка в этом сверхпроводнике.
Ключевые слова: эффект Зеебека, термоэдс, поверхность Ферми, энергетическая щель,
микроконтакт, андреевское отражение, магнитная восприимчивость, квазичастица
Введение
Открытие сверхпроводимости в железосодержащих соединениях со значе-
ниями Tc = 50 K разрушило монополию купратов на явление высокотемпера-
турной сверхпроводимости [1,2]. Большинство исследователей полагают, что
в купратах и пниктидах механизм сверхпроводимости имеет одну и ту же
природу, связанную с антиферромагнитными спиновыми флуктуациями [1,2].
В купратах, как показано в многочисленных публикациях (см. обзоры [3,4]),
реализуется синглетное спаривание со знакопеременным d-волновым пара-
метром порядка. В пниктидах также реализуется синглетное спаривание [1,2],
однако для них ситуация с симметрией параметра порядка остается невыяс-
ненной. Строение поверхности Ферми купратов и пниктидов существенно
различается, причем в последних предпочтительна реализация специфическо-
го s±-волнового спаривания, при котором параметр порядка имеет разные зна-
ки на разных фрагментах поверхности Ферми [1] (рис. 1). Экспериментальная
проверка этого вопроса оказалась неоднозначной. Работы по фотоэмиссион-
ной спектроскопии в целом подтверждают s-волновой характер спаривания в
пниктидах [5]. Однако измерения глубины проникновения магнитного поля и
μ-мезонной спектроскопии [6,7], а также ряд туннельных и микроконтактных
измерений [8,9] свидетельствуют о возможности существования d-волновой
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
41
симметрии параметра порядка или, по крайней мере, о наличии на поверхно-
сти Ферми нулевых значений параметра порядка [10,11].
Принципиальное отличие между d- и s-волновой симметрией энергетиче-
ской щели ∆ заключается в том, что при s-волновом параметре порядка щель
∆ не меняет знак на поверхности Ферми, а при d-волновом – меняет знак и
обращается в нуль на некоторых линиях поверхности Ферми (рис. 1). Такое
поведение параметра Δ отражается в температурной зависимости сопротив-
ления андреевского контакта нормальный металл–d-волновой сверхпровод-
ник. Это приводит к необычной температурной зависимости термоэдс и по-
зволяет экспериментально разделить ситуации с d- или s-волновым характе-
ром спаривания сверхпроводника.
а б
Рис. 1. s-волновой сверхпроводник (пниктид, а) и d-волновой (купрат, б). Штрихо-
вая линия – контур поверхности Ферми
Целью настоящей работы было измерение температурной зависимости
микроконтактной термоэдс для висмутового купрата Bi2223, имеющего d-
волновую симметрию параметра порядка, и железосодержащего сверхпро-
водника FeTeSe, симметрия параметра порядка которого окончательно не
установлена. Показано, что изменение знака энергетической щели в Bi2223
приводит к значительному коэффициенту термоэдс в микроконтактах при
температурах, меньших Tс сверхпроводника. Для FeTeSe ситуация принци-
пиально другая: при T < Tc его коэффициент термоэдс тождественно обра-
щается в нуль, что однозначно свидетельствует об отсутствии нулей и сме-
ны знака параметра порядка этого сверхпроводника на поверхности Ферми.
Эксперимент
Для измерения температурной зависимости ЭДС образец помещают в
термостат и с помощью внешнего нагревателя устанавливают градиент тем-
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
42
пературы между образцом и омическим контактом с металлом, чаще всего с
медным электродом. Изменяя температуру термостата, фиксируют значение
эдс в заданном интервале температур (т.е. термоэдс), поддерживая градиент
температуры постоянным. Такая методика применима для измерения образ-
цов с геометрией в форме пластин. Для малоразмерных образцов и образцов
неправильной формы создать подобные условия корректного измерения
термоэдс затруднительно. Поэтому нами использован метод измерения
термоэдс с помощью медного зонда, создающего микроконтакт на поверх-
ности исследуемого материала. Микроконтакт андреевского типа [12] ме-
жду зондом и образцом можно получить на отдельном микрокристалле по-
ликристаллического образца. Потенциал эдс на микроконтакте набирается
в малой области, которая имеет масштаб порядка размера контакта и суще-
ственно меньше размера кристаллитов. Поэтому остальной объем поли-
кристаллического образца играет роль подводящего электрода. Иными
словами, при контактной методике фактически измеряется термоэдс микро-
кристалла.
Схематически измерительное устройство показано на рис. 2. Образец
расположен на медном блоке термостата и изолирован от него тонкой про-
слойкой слюды, которая позволяет развязать электрические цепи образца и
термостата. Для создания хорошего теплового контакта слюду приклеивали
к медному блоку серебряной пастой. Такой же пастой фиксировали на слю-
де и образец. Измерительные контакты создавали с помощью термического
внедрения серебряной пасты в поверхность образца, их сопротивление (на
квадрат площади) составляло R = 2⋅10–8 Ω⋅сm2. Контакт термозонда созда-
вали прижиманием к поверхности образца острия электрода Г-образной
формы, на конусный конец которого наматывали нагреватель из манганино-
вой проволоки диаметром ~ 0.02 mm. Под нагревателем непосредственно на
медном электроде устанавливали термопару Cu/CuFe с величиной термоэдс
E = 14 μV/deg. Конец медного электрода прижимали к образцу бериллиевой
пружиной. Усилие прижима можно было регулировать. Температуру в об-
ласти контакта медная игла–образец стабилизировали с точностью до 0.1 K
при температуре перегрева ∆T = 3 K (рис. 2).
Рис. 2. Схема устройства
для измерения микро-
контактной термоэдс: 1 –
медное основание, 2 –
изоляционный слой
(слюда), 3 – образец, 4 –
контакты, с которых
снимается сигнал, 5 –
нагреватель, 6 – мед-
ный шкворень
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
43
Измерения термоэдс были прове-
дены на купрате Bi2223 с температу-
рой сверхпроводящего перехода Tc =
= 110 K. Размеры кристаллитов, ле-
жащих в ab-плоскости образца, со-
ставляли величину более 5 μm (рис. 3).
Текстурированные образцы висмуто-
вой керамики размером 3 × 3 × 0.3 mm
создавали одноосным сжатием кера-
мического порошка в ячейке Брид-
жмена при давлении P ~ 40 kbar с по-
следующим отжигом. Образцы FeTeSe
приготавливали по стандартной тех-
нологии, изложенной в [15].
На рис. 4. приведена температурная зависимость сопротивления купрата
Bi2223 и микроконтактного коэффициента Зеебека Sjun = δU/δT в температур-
ном интервале 4.2–300 K (δU – наведенный на контакте потенциал при разно-
сти температур δT). Коэффициент Sjun имеет отрицательный знак, что соот-
ветствует дырочной проводимости купрата. Как видим (рис. 4), падение вели-
чины Sjun в Bi2223 начинается с температуры T = Т* ≈ 150 K, что соответству-
ет температуре раскрытия псевдощели [13]. При температуре T < T* появля-
ются также избыточный ток в андреевских контактах Bi2223–Ag и эффект
Нернста [14]. Отметим, что быстрое уменьшение коэффициента Sjun(T) при
температуре T < T* имеет характер, типичный при раскрытии обычной сверх-
проводящей «щели БКШ» при T ≈ T*. Однако затем наблюдается замедление
температурной зависимости Sjun(T), и окончательно Sjun ≈ 0 уже при темпера-
туре T ≈ Tc сверхпроводника. В обычных сверхпроводниках с s-волновой
симметрией параметра порядка термоэдс должна обращаться в нуль при T < Tc.
Напротив, для контакта Cu/Bi223 при T → 0 коэффициент Зеебека Sjun(T) (не
меняя знака) возрастает и даже превосходит величину Sjun(T) при T = T*. Как
показано ниже, это необычное для сверхпроводника поведение термоэдс объ-
ясняется знакопеременным характером энергетической щели Δ Bi2223.
Рис. 4. Температурные зависимости
сопротивления R купрата Bi2223 и
коэффициента Зеебека S в темпера-
турном интервале 4.2–300 K
Рис. 3. Электронная фотография по-
верхности сверхпроводника Bi2223,
сделанная с помощью сканирующего
электронного микроскопа
9 μm
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
44
Совершенно иная зависимость Sjun(T) наблюдается для Fe-содержащего
сверхпроводника FeTeSe (рис. 5). При аналогичной схеме подключения
(клемма положительного потенциала вольтметра подключалась к медной
игле) коэффициент Зеебека пниктида FeTeSe имеет положительный знак,
что соответствует электронному характеру проводимости. На рисунке при-
ведена также температурная зависимость магнитной восприимчивости FeTeSe,
которая имеет особенность при T = T** ~ 150 K. При температурах ниже T**
коэффициент Зеебека возрастает, сохраняя положительную величину, что
указывает на сохранение электронного характера проводимости FeTeSe.
Рост Sjun прекращается при температуре T ≈ Tc материала, ниже которой ко-
эффициент Зеебека обращается в нуль. Этот факт дает основание характери-
зовать железосодержащие пниктиды FeTeSe как сверхпроводники с s-
волновой симметрией параметра порядка, не имеющего нулевых значений
на поверхности Ферми.
Обсуждение
В нормальных металлах градиент температуры приводит к дрейфу носи-
телей заряда от нагретого конца к холодному. Если электрическая цепь не
замкнута, то на концах нормального проводника появляется такое электри-
ческое поле, что вызванный им ток квазичастиц компенсирует дрейф заря-
дов. То есть при отсутствии полного тока градиент температуры δT приво-
дит к появлению на концах проводника электрического потенциала δU –
эффекта Зеебека (термоэдс) [16]. В сверхпроводниках дрейф квазичастиц
уравновешивается текущим в обратную сторону сверхпроводящим током
без наведения ЭДС, в результате эффект термоэдс не наблюдаем†. Однако
электрический потенциал δU (термоэдс) может проявиться в микроконтак-
тах металл–d-волновой сверхпроводник.
Протекание тока в микроконтактах малого (≤ 0.1 μm) размера реализуется
по механизму андреевского отражения, при котором падающий на стык кон-
† Эффект термоэдс не наблюдается в односвязном сверхпроводнике, но приводит к
появлению магнитного поля в кольце, составленном из двух разных сверхпровод-
ников [17].
Рис. 5. Температурные зависимости
сопротивления R, коэффициента
Зеебека S и магнитной восприим-
чивости k Fe-содержащего сверх-
проводника FeTe0.7Se0.3 в темпера-
турном интервале 4.2–300 K. На
вставке показана температурная
зависимость сопротивления образ-
ца с Tc ≈ 14 K
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
45
такта поток электронов трансформируется в ток куперовских пар [12,18,19].
Этот процесс реализуется в глубине сверхпроводника в области, имеющей
масштаб порядка его длины когерентности ξ0. При нагреве инжектора от не-
го дрейф квазичастиц в сторону сверхпроводника уравновешивается наве-
денным на контакте электрическим потенциалом δU = SjunδT. Здесь Sjun –
микроконтактный коэффициент Зеебека, δT – разность температур между
нормальным металлом и сверхпроводником. Для андреевских контактов в
нормальном состоянии коэффициент Sjun совпадает с коэффициентом Зеебе-
ка монокристалла. Строгий расчет величины Sjun в сверхпроводящем со-
стоянии не входит в задачу настоящей работы, но по порядку величины из
анализа кинетических процессов на контакте с d-волновым сверхпроводни-
ком следует, что
jun
0
d ln( ( ))~
d
B
V
k T VS
e V =
π σ , (1)
где σ(V) – проводимость андреевского контакта. Для контакта нормальный
металл–d-волновой сверхпроводник согласно [20]
( )Vσ =
[ ]
{ }
/ 2 2 2 2 2 2
2 2 2
/2
d 1 16(1 | | )cos 4 (1 | | )cos( ) ( ) d
d | 4cos 1 exp[ ( )] |
Zf E eV f E
V Z i
∞ π
± + −
+ − − +−∞ −π
+ Γ θ+ − Γ Γ θ
= − − θ
π θ+ −Γ Γ φ −φ∫ ∫ . (2)
Здесь
2
( ) 1
| ( ) | | ( ) |
E EE±
± ±
⎛ ⎞
Γ = − −⎜ ⎟Δ θ Δ θ⎝ ⎠
, ( ) | ( ) | exp( )i± ± ±Δ θ = Δ θ φ , 2
2
F
mHZ
k
= , (3)
Z – параметр, характеризующий потенциальный барьер на стыке N- и S-
металлов, введенный в работе [19]: H – высота барьера; m – эффективная
масса электрона; kF – его волновое число на уровне Ферми; θ – угол падения
электрона по направлению к площади контакта. Контакт предполагается
плоским, поэтому при прохождении через его границу электроны сохраняют
импульс, параллельный площади контакта.
Знак потенциала δU = SjunΔδT, наведенного на микроконтакте, указывает
на знак носителей заряда в сверхпроводнике. Если носителями заряда явля-
ются дырки, то на N-электроде появится минус, а на сверхпроводнике –
плюс. При таком направлении электрического поля на контакте ток дырок
направлен противоположно дрейфу дырок (направленному вдоль градиента
температуры), в результате полный ток через контакт равен нулю. Если но-
сители заряда электроны, то на N-электроде соответственно появится плюс
относительно сверхпроводника. Согласно (1) и (2) максимальное значение
Sjun возникает, если контакт с d-волновым сверхпроводником образован в
направлении плоскости ab. Тогда θ+ = θ – α, θ– = θ + α, Δ(θ±) = Δ0cos(2θ±),
где α – угол между осью контакта и связывающими направлениями в CuO2
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
46
плоскости. Нас интересует поведение проводимости при малых смещениях
V ~ E << kT, когда Γ+Γ– → –1. В таком случае при Z > 1 минимум знаменате-
ля в (2) достигается при exp[i(φ– – φ+)] = –1, когда энергетические щели
Δ(θ+) и Δ(θ–) имеют разные знаки. Наиболее сильная зависимость σ(V) в об-
ласти малых смещений V наблюдается при угле α ≈ π/4, когда квазичастицы
инжектируются вдоль линии перемены знака в зависимости Δ(θ) (см. рис. 1).
Интерференция волн квазичастиц обусловлена образованием на поверхно-
сти андреевского контакта связанного состояния [21].
Таким образом, при инжекции заряда вдоль линий, на которых в контакте
с d-волновым сверхпроводником параметр Δ = 0, достигается максимальное
значение коэффициента термоэдс Sjun при T → 0. В объемных сверхпровод-
никах при температуре T < Tc термоэдс отсутствует. Однако, как показано в
настоящей работе, в андреевских контактах с d-волновым сверхпроводни-
ком термоэдс существует при T < Tc и с дальнейшим понижением темпера-
туры возрастает. Возможны сверхпроводники с s-волновой симметрией па-
раметра порядка, но с нулями параметра Δ на поверхности Ферми. В таком
случае даже при T < Tc в сверхпроводнике имеются квазичастичные возбуж-
дения, что также может вызвать эффект Зеебека. Однако в таком случае вы-
мораживание квазичастиц с понижением температуры привело бы к подав-
лению Sjun(T) при T → 0. Иными словами, тот факт, что в сверхпроводнике
FeTeSe коэффициент Sjun(T) = 0 при T → Tc доказывает, что в этом пниктиде
энергетическая щель Δ не только имеет s-волновой характер, но и не имеет
нулевых значений параметра порядка сверхпроводника на поверхности
Ферми.
Заключение
Эффект микротермоэдс в контактах нормальный металл–d-волновой
сверхпроводник возникает благодаря образованию на поверхности андреев-
ского контакта связанного электронного состояния. При T < Tc это приводит
к зависимости проводимости контакта σ(V) от напряжения V и согласно со-
отношению Sjun ∝ dlnσ/dV|V=0 к появлению температурно-зависимого коэф-
фициента Зеебека Sjun(T) = δU(T)/δT. Связанное состояние возникает в ре-
зультате интерференции прошедших (и отраженных) через андреевский
контакт волн квазичастиц, сдвинутых по фазе на угол π. Такой фазовый
сдвиг обусловлен знакопеременным характером d-волнового параметра по-
рядка Bi2223, чего нет в сверхпроводниках с s-волновой симметрией пара-
метра Δ, даже если параметр Δ имеет нулевые значения на поверхности
Ферми.
Полученные результаты показывают, что эффект микроконтактного тер-
моэдс можно использовать для определения симметрии параметра порядка в
«экзотических» сверхпроводниках. При d-волновой симметрии Δ параметр
Sjun(T) должен возрастать при T → 0. В s-волновых сверхпроводниках при
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
47
T < Tc параметр Sjun(T) обращается в нуль. Наконец, возможны сверхпровод-
ники, в которых при s-волновой симметрии параметр Δ имеет нулевые зна-
чения на поверхности Ферми. В таком случае в микроконтактах возможно
наблюдение термоэдс при T ≤ Tc, но обязательно коэффициент Зеебека
Sjun(T) → 0 при T → 0.
1. I. Mazin, Nature 464, 184 (2010).
2. Ю.А. Изюмов, Э.З. Курмаев, УФН 178, 1307 (2008).
3. X.J. Zhou, T. Cuk, T. Devereaux, N. Nagaosa, and Z.-X. Shen, cond. mat. 0604284
(2006).
4. Ø. Fischer, M. Kugler, I. Maggio-Aprile, C. Berthod, C. Renner, Rev. Mod. Phys. 79,
353 (2007).
5. H. Ding, P. Richard, K. Nakayama, K. Sugawara, T. Arakane, Y. Sekiba,
A. Takayama, S. Souma, T. Sato, T. Takahashi, Z. Wang, X. Dai, Z. Fang, G.F. Chen,
J.L. Luo, and N.L. Wang, Euro Phys Lett. 83, 47001 (2008).
6. K. Hashimoto, M. Yamashita, S. Kasahara, Y. Senshu, N. Nakata, S. Tonegawa,
K. Ikada, A. Serafin, A. Carrington, T. Terashima, H. Ikeda, T. Shibauchi, and
Y. Matsuda, Phys. Rev. B81, 220501 (2010).
7. P.K. Biswas, G. Balakrishnan, D.M. Paul, C.V. Tomy, M.R. Lees, A.D. Hillier, Phys.
Rev. B81, 092510 (2010).
8. O. Millo, I. Asulin, O. Yuli, I. Felner, Zhi-An Ren, Xiao-Li Shen, Guang-Can Che,
Z.-X. Zhao, Phys. Rev. B78, 092505 (2008).
9. K.A. Yates, K. Morrison, J.A Rodgers, G.B.S Penny, J.-W.G. Bos, J.P. Attfield, L.F. Cohen,
New J. Phys. 11, 025015 (2009).
10. K.A. Yates, I.T.M. Usman, K. Morrison, J.D. Moore, A.M. Gilbertson, A.D. Caplin,
L.F. Cohen, H. Ogino, and J. Shimoyama, Supercond. Sci. Technol. 23, 022001
(2010).
11. J.-Ph. Reid, M.A. Tanatar, X.G. Luo, H. Shakeripour, N. Doiron-Leyraud, N. Ni,
S.L. Bud'ko, P.C. Canfield, R. Prozorov, L. Taillefer, cond. mat. 1004, 3804 (2010).
12. D. Daghero and R.S. Gonnelli, Supercond. Sci. Technol. 23, 043001 (2010).
13. А.Л. Соловьев, С.Л. Сидоров, В.Ю. Таренков, А.И. Дьяченко, ФНТ 35, 1055
(2009).
14. С.Л. Сидоров, В.Ю. Таренков, А.И. Дьяченко, Металлофиз. новейшие технол.
30, 115 (2008).
15. A.L. Ivanovskii, Physics Uspekhi 51, 1229 (2008).
16. Дж. Займан, Принципы теории твердого тела, Мир, Москва (1974).
17. Н.В. Заварицкий, Письма в ЖЭТФ 19, 205 (1974).
18. Е.Л. Вольф, Принципы электронной туннельной спектроскопии, Наукова
думка, Киев (1990).
19. G.E. Blonder, M. Tinkham, T.M. Klapwijk, Phys. Rev. B25, 4515 (1982).
20. Y. Tanaka, S. Kashiwaya, Phys. Rev. Lett. 74, 3451(1995).
21. A.I. D’yachenko, V.Yu. Tarenkov, R. Szymczak, A.V. Abal’oshev, I.S. Abal’osheva,
S.J. Lewandowski, L. Leonyuk, Phys. Rev. B61, 1500 (2000).
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 2
48
С.Л. Сідоров, О.І. Дьяченко, В.Ю. Таренков
ЕФЕКТ ЗЕЄБЕКА В КУПРАТНОМ НАДПРОВІДНИКУ Bi2223
І ПНІКТІДI, ЩО МІСТИТЬ ЗАЛІЗО FeTe0.7Se0.3
У надпровідному стані d-хвильового надпровідника Bi2223 методом мікроконтакт-
ної термоерс виявлено аномально великий коефіцієнт Зеєбека. Ефект пояснюється
утворенням на поверхні d-хвильового надпровідника зв'язаного стану, що виник в
результаті інтерференції пройшовших та відбитих від контакту хвиль квазічасти-
нок. У надпровідному стані FeTeSe ефект Зеєбека був відсутній, що доводить s-хви-
льовий характер параметра порядку в цьому надпровіднику.
Ключові слова: ефект Зеєбека, термоерс, поверхня Фермі, енергетична щілина,
мікроконтакт, андріївське відбиття, магнітна сприйнятливість, квазічастинки
S.L. Sidorov, A.I. D’yachenko, V.Yu. Tarenkov
SEEBECK EFFECT IN Bi2223 CUPRATE SUPERCONDUCTOR AND
IRON-CONTAINING FeTe0.7Se0.3 PNICTIDE
Anomalously large Seebeck coefficient was found in the superconducting state of Bi2223
d-wave superconductor with using micro contact thermopower method. The effect is ex-
plained by the formation of a bound state on the surface of d-wave superconductor re-
sulting from the interference of the quasiparticle waves transmitted and reflected by a
contact. In the superconducting state of FeTeSe, Seebeck effect was absent, giving a
proof of s-wave nature of the order parameter in this superconductor.
Keywords: Seebeck effect, thermo-emf, Fermi surface, the energy gap, microcontact,
Andreev reflection, magnetic susceptibility, quasiparticle
Fig. 1. s-wave superconductor (pnictide, а) and d-wave one (cuprate, б). The dotted line
is the contour of Fermi surface
Fig. 2. Scheme of measurement of point thermo-emf: 1 – copper base, 2 – insulating layer
(mica), 3 – sample, 4 – contacts with which the signal is removed, 5 – heater, 6 – copper pin
Fig. 3. Electronic picture of the surface of Bi2223 superconductor made with a scanning
electron microscope
Fig. 4. Temperature dependences of resistivity R of Bi2223 cuprate and Seebeck coeffi-
cient S in the temperature range of 4.2–300 K
Fig. 5. Temperature dependences of resistivity R, Seebeck coefficient S and the magnetic
susceptibility k of Fe-containing FeTe0.7Se0.3 superconductor in the temperature range of
4.2–300 K
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69430 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:19:09Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сидоров, С.Л. Дьяченко, А.И. Таренков, В.Ю. 2014-10-13T19:40:01Z 2014-10-13T19:40:01Z 2011 Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ / С.Л. Сидоров, А.И. Дьяченко, В.Ю. Таренков // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 2. — С. 40-48. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 72.20.Pa, 74.25.Fy, 74.70.Dd https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69430 В сверхпроводящем состоянии d-волнового сверхпроводника Bi2223 методом микроконтактной термоэдс обнаружен аномально большой коэффициент Зеебека. Эффект объясняется образованием на поверхности d-волнового сверхпроводника связанного состояния, возникшего в результате интерференции прошедших и отраженных от контакта волн квазичастиц. В сверхпроводящем состоянии FeTeSe эффект Зеебека отсутствовал, что доказывает s-волновой характер параметра порядка в этом сверхпроводнике. У надпровідному стані d-хвильового надпровідника Bi2223 методом мікроконтактної термоерс виявлено аномально великий коефіцієнт Зеєбека. Ефект пояснюється утворенням на поверхні d-хвильового надпровідника зв'язаного стану, що виник в результаті інтерференції пройшовших та відбитих від контакту хвиль квазічастинок. У надпровідному стані FeTeSe ефект Зеєбека був відсутній, що доводить s-хвильовий характер параметра порядку в цьому надпровіднику. Anomalously large Seebeck coefficient was found in the superconducting state of Bi2223 d-wave superconductor with using micro contact thermopower method. The effect is explained by the formation of a bound state on the surface of d-wave superconductor resulting from the interference of the quasiparticle waves transmitted and reflected by a contact. In the superconducting state of FeTeSe, Seebeck effect was absent, giving a proof of s-wave nature of the order parameter in this superconductor. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ Ефект Зеєбека в купратном надпровіднику Bi2223 і пніктідi, що містить залізо FeTe₀.₇Se₀.₃ Seebeck effect in Bi2223 cuprate superconductor and iron-containing FeTe₀.₇Se₀.₃ pnictide Article published earlier |
| spellingShingle | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ Сидоров, С.Л. Дьяченко, А.И. Таренков, В.Ю. |
| title | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ |
| title_alt | Ефект Зеєбека в купратном надпровіднику Bi2223 і пніктідi, що містить залізо FeTe₀.₇Se₀.₃ Seebeck effect in Bi2223 cuprate superconductor and iron-containing FeTe₀.₇Se₀.₃ pnictide |
| title_full | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ |
| title_fullStr | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ |
| title_full_unstemmed | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ |
| title_short | Эффект Зеебека в купратном сверхпроводнике Bi2223 и железосодержащем пниктиде FeTe₀.₇Se₀.₃ |
| title_sort | эффект зеебека в купратном сверхпроводнике bi2223 и железосодержащем пниктиде fete₀.₇se₀.₃ |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69430 |
| work_keys_str_mv | AT sidorovsl éffektzeebekavkupratnomsverhprovodnikebi2223iželezosoderžaŝempniktidefete07se03 AT dʹâčenkoai éffektzeebekavkupratnomsverhprovodnikebi2223iželezosoderžaŝempniktidefete07se03 AT tarenkovvû éffektzeebekavkupratnomsverhprovodnikebi2223iželezosoderžaŝempniktidefete07se03 AT sidorovsl efektzeêbekavkupratnomnadprovídnikubi2223ípníktídiŝomístitʹzalízofete07se03 AT dʹâčenkoai efektzeêbekavkupratnomnadprovídnikubi2223ípníktídiŝomístitʹzalízofete07se03 AT tarenkovvû efektzeêbekavkupratnomnadprovídnikubi2223ípníktídiŝomístitʹzalízofete07se03 AT sidorovsl seebeckeffectinbi2223cupratesuperconductorandironcontainingfete07se03pnictide AT dʹâčenkoai seebeckeffectinbi2223cupratesuperconductorandironcontainingfete07se03pnictide AT tarenkovvû seebeckeffectinbi2223cupratesuperconductorandironcontainingfete07se03pnictide |