Автоэмиссионная спектроскопия высокотемпературных сверхпроводников типа YBa2Cu3O7 в нормальном состоянии
Предложен и развит теоретический подход к описанию автоэмиссионных характеристик медно-оксидных высокотемпературных сверхпроводников типа YBa2Cu3O7 в нормальном состоянии. Общепризнанно, что детальное выяснение физической картины нормального состояния может стать ключом к созданию теории ВТСП. К тому же накопленный к настоящему времени экспериментальный материал по исследованию данных материалов методами автоэмиссионной спектроскопии не укладывается в рамки традиционной теории автоэмиссии из металлов. Важно подчеркнуть, что исследование электронных свойств данных материалов различными экспериментальными методами, показывает, что электронное строение медно-оксидных ВТСП существенно отличается от строения простых металлов.
Учет топологических особенностей существенно анизотропной зонной структуры медно-оксидных соединений ВТСП в приближении сильной связи;
Учет загиба энергетических зон в условиях автоэмиссионного эксперимента, вследствие малой концентрации подвижных носителей.
Предложенный подход позволил исследовать проникновение внешнего электрического поля в ВТСП эмиттер типа YBa2Cu3O7 с учетом электронного строения данных материалов, моделируемое в приближении сильной связи. При этом показано, что сравнительно небольшая плотность состояний на уровне Ферми и спадающая нелинейная зависимость ее от энергии вызывает значительный загиб энергетической зоны носителей заряда, величина которого может быть соизмерима с полной шириной зоны подвижных носителей.
В рамках развитого подхода проведен анализ формирования автоэмиссионных спектров ВТСП эмиттера типа YBa2Cu3O7 в нормальном состоянии в направлении основных кристаллографических осей с учетом загиба зоны и топологических особенностей существенно анизотропной зонной структуры данных соединений. Результаты проведенных исследований суммированы на рис. 1. Получены приближенные аналитические выражения для автоэмиссионных спектров в направлении [100], [110] и [001]. Объяснены основные "аномальные" автоэмиссионные характеристики YBa2Cu3O7 с грани (100), наблюдаемые экспериментально. Показано, что комплексные данные по автоэмиссионной спектроскопии ВТСП эмиттеров типа YBa2Cu3O7 позволяют исследовать основные параметры зонной структуры данных соединений.
Рис. 1. Рассчитанные автоэмиссионные спектры YBa2Cu3O7 при эмиссии в направлении основных кристаллографических осей с учетом аппаратного уширения энергоанализатора (разрешение 55 мэВ)
Препринты: I.V. Uimanov. Band structure effects in the field electron emission from HTSC monocrystals I.V. Uimanov. The electric field effect in HTSC materials in the Field Electron Emission.
