Ключевая роль внутримолекулярных ян-теллеровских колебаний и многодолинности зонного спектра в механизме сверхпроводимости допированных фуллеритов C₆₀

Abstract

Проанализированы возможные механизмы возникновения сверхпроводимости и повышения критической температуры Tc фазового перехода в сверхпроводящее состояние допированных кубических и гексагональных кристаллов фуллерена C₆₀. Показано, что ключевую роль в механизме сверхпроводимости в таком молекулярном металле играют обусловленные высокой симметрией молекул C₆₀ и кристаллов фуллерена внутримолекулярные ян-теллеровские колебания, возникающие вследствие изменения зарядового состояния фуллерена в процессе электрон-фононного взаимодействия, и эффекты вырождения (многодолинности) в структуре узких зон с высокой плотностью состояний, а также многочастичные кулоновские корреляции типа эффектов локального поля, которые способствуют увеличению константы связи при куперовском спаривании носителей тока.

Проаналізовано можливі механізми виникнення надпровідності і підвищення критич- ної температури Tc фазового переходу у надпровідний стан допованих кубічних та гексаго- нальних кристалів фулерена C₆₀. Показано, що ключову роль у механізмі надпровідності у такому молекулярному металі грають обумовлені високою симетрією молекул C₆₀ і кри- сталів фулерена внутрішньомолекулярні ян-теллерівські коливання, що виникають внаслідок зміни зарядового стану фулерена у процесі електрон-фононної взаємодії, і ефекти виродженості (багатодолинності) у структурі вузьких зон з високою густиною станів, а також багаточастинкові кулонівські кореляції типу ефектів локального поля, які сприяють збільшенню константи зв язку при куперівському спарюванні.

The possible mechanisms of superconductivity and of the increase in the critical temperature T c of the phase transition into the superconducting state in doped cubic and hexagonal C₆₀ fullerine crystals are analyzed. It is shown that the intramolecular Jahn–Teller vibrations (which are due to the high symmetry of C₆₀ molecules and fullerene crystals and arise as a result of a change in the charge state of fullerene in an electron-phonon interaction), the degeneracy (multivalley nature) of the structure of narrow bands with a high density of states, and multiparticle Coulomb correlations such as local field effects (which increase the coupling constant in Cooper pariing of current carriers) all play a key role in the mechanism of superconductivity in this molecular metal.