Люминесценция металл-диэлектриков Y$_{1}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$ с бидырочной сверхпроводимостью

Для сверхпроводящих при ${T_{c}\leqslant95}$ K керамик Y$_{1}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$, с положительным знаком термоэдс исследованы фото- и катодолюминесценция при 10 и 80 K. При облучении Y$_{1}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$ электронами 6 кэВ при 10 K обнаружено свечение 3.355 эВ с полушириной 3.5 мэВ, длительностью меньше ${3\cdot 10^{-9}}$ с и квантовым выходом $10^{-4}$. Показано, что при нагреве до 60 K свечение тушится с энергией активации ${24\pm3}$ мэВ. Введение в Y$_{1}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$ ионов Li$^{+}$ подавляет это свечение и сверхпроводимость. При этом наблюдается широкополосное свечение ${\sim3}$ эВ, возбуждение которого при 80 K осуществляется фотонами ${h\nu\geqslant5}$ эВ.
Для Y$_{1}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$ с хорошо выраженным при 80 K эффектом Мейснера предложена энергетическая схема: за почти заполненной $2p$ (O) валентной зоной, обеспечивающей металлическую проводимость дырочного типа, следует зона запрещенных энергий и лишь затем зона проводимости. Свечение 3.355 эВ интерпретировано как результат рекомбинации электронов с коллективом спаренных дырок. Энергия активации тушения свечения трактуется как ширина щели для сверхпроводящего состояния. Большая эффективная масса дырок и их медленное движение по кристаллу могут обеспечить спаривание дырок в куперовский коллектив и большую величину критической температуры ${T_{c}=95}$ K. Высказывается гипотеза, что спаривание дырок может быть обусловлено их взаимодействием с автолокализованными носителями тока в других слоях кристалла.