Г.Э. Цыдынжапов, А.Ф. Шевчун, М.Р. Трунин, В.Н. Зверев, Д.В. Шовкун, Н.В. Барковский, Л.А. Клинкова "Наблюдение перехода от сверхпроводимости БКШ типа к высокотемпературной в кристаллах Ba_1-xK_xBiO₃" Письма в ЖЭТФ 83, 473 (2006)

Известно, что в сверхпроводнике K_xBa_1-xBiO₃ при увеличении содержания калия x от 0.35 и выше концентрация электронов понижается и вместе с этим понижается критическая температура сверхпроводящего перехода T_c. Оптимально допированный состав (x=0.35-0.4, T_c=31 K) на сегодняшний день достаточно хорошо изучен и про него известно, что он демонстрирует ряд необычных свойств, роднящих его с купратными ВТСП. В частности, это необычная зависимость верхнего критического поля B_c2(T) от температуры (она имеет положительную кривизну) и линейная зависимость от температуры глубины проникновения магнитного поля при T<T_c/3. Наши исследования показали, что по мере увеличения допирования и понижения T_c происходит резкий переход от подобного необычного поведения к сверхпроводимости, хорошо описываемой теорией БКШ. На левом рисунке показан набор кривых верхнего критического поля монокристаллов K_xBa_1-xBiO₃ с разными температурами перехода. Очевидно их разделение на группы – ниже 15 К и выше 20 К. Как показано на вставке, температурная зависимость поля B_c2(T) кристаллов первой группы (которое в десятки раз меньше, чем для кристаллов второй группы) отлично описывается стандартными кривыми БКШ (сплошные линии). То, что в этой области K_xBa_1-xBiO₃ является классическим сверхпроводником БКШ типа, подтверждается также результатами исследований микроволнового импеданса. Как показано на правом рисунке, глубина проникновения и остаточные потери кристалла с (с температурой перехода 11 К, относящегося к первой группе) стремятся к насыщению экспоненциально, в точном соответствии с предсказаниями теории БКШ.

Таким образом, установлено, что по мере увеличения допирования в системе K_xBa_1-xBiO₃ происходит неизвестный ранее переход, сопровождающийся радикальным изменением сверхпроводящих свойств. Этот факт представляет исключительный интерес, поскольку в этой области допирования в K_xBa_1-xBiO₃ неизвестно никаких структурных переходов, которые могли бы инициировать изменения электронных свойств. Следовательно, природа высокотемпературного сверхпроводящего состояния K_xBa_1-xBiO₃ может определяться тем же фундаментальным взаимодействием, что и БКШ. Проведенный анализ указывает на возможность описания высокотемпературного состояния K_xBa_1-xBiO₃ моделью протяженной седловой точки (пунктирные линии B_c2(T) на левом рисунке), предложенной Абрикосовым [Abrikosov Int. J. of Modern Physics 13, 3405 (1999)], которое переходит в низкотемпературное состояние за счет понижения концентрации носителей и изменений структуры вещества на микроскопических масштабах.