Трансляционно-инвариантные биполяроны и сверхпроводимость
В. Д. Лахно
Аннотация:
Излагается трансляционно-инвариантная (ТИ) биполяронная теория сверхпроводимости, основанная, как и теория Бардина–Купера–Шриффера, на гамильтониане Фрелиха. Роль куперовских образований в ней играют ТИ-биполяроны, представляющие собой связанные пары пространственно-делокализованных электронов с малой корреляционной длиной связанного состояния. Наличие Ферми поверхности приводит к стабилизации вблизи нее таких состояний и возможности их бозе-эйнштейновской конденсации (БЭК).
Теория приводит к естественному объяснению существования предшествующей сверхпроводимости псевдощелевой фазы и дает оценку температуры перехода
$T^*$ из нормального в псевдощелевое состояние.
Показано, что температура БЭК ТИ-биполяронов определяет температуру сверхпроводящего перехода
$T_c$ которая зависит не от эффективной массы биполярона, а от обычной массы зонного электрона. Это снимает ограничение на верхний предел
$T_c$ для сильного электрон-фононного взаимодействия. Естественное объяснение получает угловая зависимость сверхпроводящей щели, которая определяется угловой зависимостью фононного спектра.
Показано, что большое число экспериментов по термодинамическим и транспортным характеристикам, джозефсоновскому туннелированию и фотоэмиссионной спектроскопии с угловым решением (ARPES) высокотемпературных сверхпроводников не противоречит концепции ТИ-биполяронного механизма сверхпроводимости в этих материалах. На основе изложенной теории обсуждаются возможные пути повышения
$T_c$ и создания комнатных сверхпроводников.
Ключевые слова:
сжатый вакуум, спаривание, неидеальный бозе-газ, кроссовер, корреляционная длина, магнитное поле, купраты, кинки, преобразование Боголюбова.
DOI:
10.20948/prepr-2020-9