Оптические свидетельства совместимости антиферромагнетизма и сверхпроводимости в YBa₂Cu₃O₆₊x

Abstract

Проведены измерения эволюции спектрального состава поглощения в области (1,25-2,6) эВ металлических пленок YBa₂Cu₃O₆₊x с температурами сверхпроводящих переходов Tc=51 и 74 К пpи их охлаждении от 180 до 20 К. Особое внимание уделено температурным изменениям двух полос поглощения: А-полосы (≃ 1,8 эВ), отражающей появление дырок, одетых в "шубу" антиферромагнитных (АФ) флуктуаций и (A + J)-полосы (≃ 2,15 эВ), отражающей дополнительное (магнонное) возбуждение ближнего АФ порядка. Обнаружено, что изменения этих полос начинаются в нормальной фазе при T < T* в температурной области открытия псевдощелевого состояния, причем магнонная полоса (A + J) возникает в псевдощелевом состоянии даже в случае ее отсутствия при комнатных температурах. Пpи сверхпроводящем переходе параметры полос перестают изменяться, и магнонная (A + J)-полоса в сверхпроводящей фазе сохраняется. Полученные результаты трактуются как свидетельство магнитной природы псевдощелевого состояния и совместимости АФ ближнего порядка со сверхпроводимостью.

The evolution of the spectral composition of the absorption in the 1.25–2.6 eV region for metallic films of YBa₂Cu₃O₆₊x with superconducting transition temperatures of Tc =51 and 74 K is measured as the films are cooled from 180 to 20 K. Particular attention is paid to the temperature effects in two absorption bands: the A band (≃1.8 eV), which reflects the appearance of holes dressed in antiferromagnetic (AFM) fluctuations, and the (A+J) band (≃2.15 eV), which reflects an additional (magnon) excitation of the short-range AFM order. It is found that the changes of these bands begin in the normal phase at T<T * in the temperature region corresponding to the opening of the pseudogap state, and the (A+J) magnon band arises in the pseudogap state even in the case when it is absent at room temperatures. At the superconducting transition the parameters of the bands stop changing, and the (A+J) magnon band is preserved in the superconducting state. The results are interpreted as evidence of a magnetic nature of the pseudogap state and for the compatibility of AFM short-range order with superconductivity.