ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
В рамках проекта методами когерентной четырехфотонной пикосекундной спектроскопии исследована зависимость скорости перехода ВТСП образца из сверхпроводящей фазы в резистивную от ширины спектра (менялась в диапазоне 1-150 1/см) дополнительного пикосекундного (20 пс) импульса накачки. Разработанная для реализации проекта установка и методики апробированы при исследовании кинетики сверхбыстрой релаксации в сверхтонких (толщина до 10 нм) проводящих пленках Ni и Au. Проверена работоспособность теоретической модели, учитывающей реальный спектр электронных состояний исследуемых образцов, его спиновое расщепление, основные механизмы внутри- и межзонной релаксации, правила отбора для электронных переходов, процессы насыщения и др. Для пленок Ni и Au определено время релаксации межзонной поляризации, составившее (150-250) и (200-260) фс соответственно. Установлено, что исчезновение спинового расщепления в спектре состояний пленок Ni определяется процессом "перемешивания спинов", протеканию которого в вырожденном по частоте режиме препятствует кулоновское поле, формирующееся за счет пространственного разделения зарядов. При зондировании спектров состояний, формирующихся в сверхпроводящих пленках Y-Ba-Cu-O толщиной 150-300 нм после предварительного "разогрева" пикосекундными импульсами накачки с варьируемой шириной спектра показано, что вне зависимости от последней время исчезновения энергетической щели превышает 10 нс. Построена модель, описывающая магнитно-дипольную самоорганизацию дырок в купратных плоскостях ВТСП. Показано, что при энергии связи ~100 мэВ и средней концентрации n ~ 0,1 дырки на ячейку снижение температуры T ниже критического значения T*~150 K приводит к формированию пространственно неоднородных распределений носителей - "stripe-структур" и появлению щели в спектре состояний. Показано, что предсказания теории согласуются с данными известных экспериментов. В рамках этой же модели установлено, что при небольшом перегреве (T*< T < Tm, где Tm ~ 1,4 - 1,5 T*) разрушение stripe-структур происходит медленно (характерное время превышает 10 нс) и в два этапа. На первом - формируется крупномасштабная (размер ~ 4-6 периодов) флуктуация в ориентации магнитных моментов, а на втором - пространственная область, захваченная флуктуацией, расширяется как волна переключения фаз. Описанная схема фазового перехода объясняет результаты проведенных нами экспериментов. Предложено два тестовых эксперимента, позволяющих проверить корректность построенной модели. В первом из этих экспериментов предполагается использовать несколько больший уровень начального разогрева. При начальной температуре T на 40-50 К большей, чем T*, время разрушения stripe-структур и псевдощели должно оказаться менее 10 пс. Во втором - планируется исследовать Y-Ba-Cu-O пленки с уровнем легирования, меньшим оптимального значения. При этом достаточно измерить температурную зависимость ширины наблюдаемой методом БН энергетической щели в спектре равновесных состояний в наиболее интересном участке Tс < T < T*