Международная группа физиков из США, Великобритании и Японии сообщила о наблюдении нового физического эффекта, который может сыграть существенную роль в создании сверхпроводящих материалов.

В опубликованной в последнем номере журнала Nature статье описан эффект, получивший название гигантского фоносопротивления (colossal phonoresistance). Ученые продемонстрировали возможность менять состояние твердого тела с помощью короткого мощного лазерного импульса, который влияет главным образом на колебательное состояние кристалла. При этом сопротивление кристаллических оксидов марганца (манганитов) падало почти на пять порядков.

Аналогичное явление наблюдалось ранее при воздействии магнитного поля, причем в некоторых случаях электрическое сопротивление падало на 10 порядков. В случае с магнитным полем ученые высказывали предположение, что явление объясняется взаимодействием между электронами и фононами. Новые результаты, полученные Андреа Кавалльери (Andrea Cavalleri) из Оксфордского университета и его коллегами, подтверждают эту гипотезу.

Исследователи облучали образец манганита очень коротким (300 фемтосекунд) импульсом лазера, излучающего на частоте около 17 ТГц. Этого очень краткого импульса оказалось достаточно, чтобы вызвать резонансные колебания фононов на частоте 17 ТГц, при этом электроны и фононы на других частотах не возбуждались. Электроны, таким образом, не "разогревались", и эффект потери сопротивления обязан исключительно взаимодействию электронов с фононами, а не увеличению подвижности электронов за счет роста "температуры" электронного газа. По сути, падение сопротивления вызвано переходом ансамбля электронов из стабильного непроводящего состояния в метастабильную металлическую фазу.

Методика постановки эксперимента, считают ученые, позволит разобраться с явлением высокотемпературной сверхпроводимости в других кристаллических оксидах металлов, таких как купраты. Есть и другие уже очевидные применения этой методики - на ее основе могут быть созданы эффективные детекторы терагерцового излучения и другие оптоэлектронные устройства, работающие в этом диапазоне. Появится также возможность управлять магнитными свойствами вещества с помощью излучения лазеров в терагерцовом диапазоне, сообщает Physics World.

Дегтярчук С.В.