О двумерном характере сверхпроводящего перехода в недостаточно допированных ВТСП

Abstract

В сверхпроводящем состоянии квазидвумерного ВТСП изучен размерный 3D→2D кроссовер. С помощью общих закономерностей сверхпроводящего состояния двумерных и трехмерных систем найдена универсальная температурная зависимость отношения квадратов глубин проникновения магнитного поля, направленного вдоль оси ĉ, λ²(0)/λ²(T/Tc ), которая приводит к соотношению между температурой сверхпроводящего перехода Tc и λ⁻²(0). Это позволило определить температуру размерного кроссовера Tcr как границу области <двумерности> сверхпроводящего состояния, где при T > Tcr результаты измерений глубины проникновения магнитного поля начинают отклоняться от универсальной зависимости, найденной в работе. Показано, что величина области трехмерных сверхпроводящих флуктуаций может быть определена из измерений λ(T/Tc) и сопротивления вдоль оси ĉ и оказывается конечной, что свидетельствует о двумерном характере сверхпроводящего перехода в квазидвумерных ВТСП.

The 3D→2D dimensional crossover in the superconducting state of quasi-two-dimensional high- Tc superconductors is investigated. The consistent pattern of the superconducting state of 2D and 3D systems is used to find a universal temperature dependence of the ratio of the squares of the penetration depths of a magnetic field directed along the ĉ axis, i.e., λ²(0)/λ²(T/Tc ), from which one can obtain a relation between the superconducting transition temperature Tc and λ⁻²(0). This yields the temperature Tcr of the dimensional crossover as the boundary of the region of “two-dimensionality” of the superconducting state, where for T>Tcr the results of measurements of the penetration depth begin to deviate from the universal dependence found. It is shown that the size of the region of three-dimensional superconducting fluctuations can be determined from measurements of λ(T/Tc) and the resistance along the ĉ axis and turns out to be finite, attesting to the 2D character of the superconducting transition in quasi-2D HTSCs.