Международная группа ученых, в составе которой химик из МГУ Игорь Морозов, представила исследование о новом понимании природы сверхпроводимости в железосодержащих высокотемпературных сверхпроводниках Fe-ВТСП. Исследователи пришли к выводу, что существенную роль в этом процессе играет так называемое спин-орбитальное взаимодействие. Статья опубликована в журнале Nature Physics.
Спин-орбитальным взаимодействием в квантовой физике называют взаимодействие движущейся частицы с ее собственным магнитным моментом. В данном случае электорны, находящиеся на атомных орбитах, взаимодействуют с собственным спином. Такое взаимодействие приводит к возникновению тонкой структуры энергетического спектра электрона и расщеплению спектроскопических линий атома, влияя на физические свойства вещества. В частности, в Fe-ВТСП спин-орбитальные взаимодействия, как выяснилось, участвуют в формировании сверхпроводящего состояния.
Наличие спин-орбитального взаимодействия удалось доказать при детальном изучении методом ARPES электронного строения монокристаллов LiFeAs (из семейств Fe-ВТСП именно это вещество является практически идеальным объектом для исследования). Далее метод позволил изучить и другие семейства Fe-ВТСП. Ученые показали, что в области низких энергий расщепление влияет на электронную структуру сверхпроводников сильнее, чем нематичность, которая в настоящее время рассматривается как одна из решающих причин формирования сверхпроводимости.
Полученные экспериментальные результаты позволят теоретикам сделать существенный шаг вперед в понимании природы сверхпроводимости в железосодержащих сверхпроводниках, что, в конечном счете, поможет эффективному использованию этих новых материалов на практике. Они могут оказаться перспективными при создании легких и мощных электромоторов, сверхпроводящих интерференционных устройств (СКВИД) высокой чувствительности, магнитных томографов, динамических синхротронных токоприемников, фильтров для беспроводной связи.
