Electromagnetic Absorption in the Copper Oxide Superconductors

در سال 1987 یک پیشرفت بزرگ در علم مواد رخ داد. خانواده جدیدی از مواد کشف شد که بالاتر از دمایی که گاز نیتروژن در آن مایع می شود، یعنی 77 کلوین یا -196 درجه سانتی گراد، ابررسانا شدند. در عرض چند ماه پس از کشف، طیف گسترده ای از تکنیک های آزمایشی برای اندازه گیری خواص این مواد و به دست آوردن درک دلیل ابررسانایی آنها در چنین دماهای بالا به کار گرفته شد. از جمله تکنیک های مورد استفاده، جذب الکترومغناطیسی در هر دو حالت عادی و ابررسانا بود. اندازه‌گیری‌ها تعیین طیف گسترده‌ای از خواص را امکان‌پذیر کرد و در برخی موارد منجر به مشاهده اثرات جدیدی شد که توسط اندازه‌گیری‌های دیگر دیده نمی‌شد، مانند وجود جذب مایکروویو با پیوند ضعیف در میدان‌های مغناطیسی dc پایین. تعداد خواص مختلف و درجه جزئیاتی که می توان از مطالعات جذب الکترومغناطیسی وابسته به میدان مغناطیسی و دما به دست آورد، به طور گسترده مورد توجه قرار نگرفته است. برای مثال، این اندازه‌گیری‌ها می‌توانند اطلاعاتی در مورد شکاف باند، میدان‌های بحرانی، خط برگشت‌ناپذیری H–T، مقدار شار محبوس‌شده و حتی اطلاعاتی در مورد تقارن تابع موج جفت‌های کوپر ارائه دهند. می توان از جذب امواج مایکروویو ناشی از میدان مغناطیسی dc کم با تشخیص مشتق برای تأیید وجود ابررسانایی در عرض چند دقیقه استفاده کرد و اندازه گیری ها اغلب ساده تر از سایرین هستند. برای مثال، آنها نیازی به تماس فیزیکی با نمونه ندارند که هنگام استفاده از مقاومت چهار پروب برای تشخیص ابررسانایی لازم است.

In 1987 a major breakthrough occurred in materials science. A new family of materials was discovered that became superconducting above the temperature at which nitrogen gas liquifies, namely, 77 K or –196°C. Within months of the discovery, a wide variety of experimental techniques were brought to bear in order to measure the properties of these materials and to gain an understanding of why they superconduct at such high temperatures. Among the techniques used were electromagnetic absorption in both the normal and the superconducting states. The measurements enabled the determination of a wide variety of properties, and in some instances led to the observation of new effects not seen by other measu- ments, such as the existence of weak-link microwave absorption at low dc magnetic fields. The number of different properties and the degree of detail that can be obtained from magnetic field- and temperature-dependent studies of electromagnetic abso- tion are not widely appreciated. For example, these measurements can provide information on the band gap, critical fields, the H–T irreversibility line, the amount of trapped flux, and even information about the symmetry of the wave function of the Cooper pairs. It is possible to use low dc magnetic field-induced absorption of microwaves with derivative detection to verify the presence of superconductivity in a matter of minutes, and the measurements are often more straightforward than others. For example, they do not require the physical contact with the sample that is necessary when using four-probe resistivity to detect superconductivity.