Выпуски

 / 

2010

 / 

Январь

  

Обзоры актуальных проблем


Квантовый фазовый переход сверхпроводник-изолятор

,
Институт физики твердого тела РАН, ул. Академика Осипьяна 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация

Обсуждение проблемы переходов сверхпроводник-изолятор осуществляется циклически на разных уровнях, напоминая движение по спирали. На первом уровне обсуждаются физические явления и процессы, которые формально к теме переходов не относятся, но играют важную роль при реализации переходов и их наблюдении: сверхпроводимость в материалах с пониженной электронной плотностью, транспорт и магнетосопротивление в сверхпроводящих островковых плёнках и гранулированных высокорезистивных материалах со сверхпроводящими гранулами, переход Березинского-Костерлица-Таулеса. На втором уровне рассматриваются и резюмируются результаты разных микроскопических подходов к проблеме, основанных как на теории Бардина-Купера-Шриффера (подавление температуры сверхпроводящего перехода беспорядком, решающая роль кулоновской блокады в высокорезистивных гранулированных сверхпроводниках, сверхпроводящие флуктуации в сильном магнитном поле), так и на теории бозе-эйнштейновской конденсации. Отдельно рассматриваются феноменологические теории, исходящие из скейлинговой гипотезы. Экспериментальные исследования, в основном транспортные измерения, составляют содержание третьего уровня. Для удобства они классифицированы по типу материала: ультратонкие плёнки, материалы с изменяемым составом, высокотемпературные сверхпроводники, материалы с переходом сверхпроводник-"плохой" металл. Отдельно излагаются данные о нелинейных явлениях в окрестности перехода сверхпроводник-изолятор. Наконец, на последнем, четвёртом, уровне, при подведении итогов, заново перечисляются основные аспекты проблемы, для того чтобы понять, что требует дополнительного изучения и как его можно организовать. Обсуждаются также некоторые сравнительно новые результаты, которые могут сыграть ключевую роль в поисках ответов на оставшиеся вопросы.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 74.62.−c, 74.78.−w, 74.81.−g (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0180.201001a.0003
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2010/1/a/
Цитата: Гантмахер В Ф, Долгополов В Т "Квантовый фазовый переход сверхпроводник-изолятор" УФН 180 3–53 (2010)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Gantmakher V F, Dolgopolov V T “Superconductor-insulator quantum phase transitionPhys. Usp. 53 1–49 (2010); DOI: 10.3367/UFNe.0180.201001a.0003

Список литературы (180) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (207) Похожие статьи (20)

  1. Koonce C S et al. Phys. Rev. 163 380 (1967)
  2. Waldram J R Superconductivity of Metals and Cuprates (Bristol: Institute of Physics Publ., 1996)
  3. Schafroth M R Phys. Rev. 100 463 (1955)
  4. Loktev V M, Quick R M, Sharapov S G Phys. Rep. 349 1 (2001)
  5. Eagles D M Phys. Rev. 186 456 (1969)
  6. Bishop D J, Spencer E G, Dynes R C Solid State Electron. 28 73 (1985)
  7. Гантмахер В Ф, Долгополов В Т УФН 178 3 (2008); Gantmakher V F, Dolgopolov V T Phys. Usp. 51 3 (2008)
  8. Larkin A Ann. Physik 8 785 (1999)
  9. Anderson P W J. Phys. Chem. Solids 11 26 (1959)
  10. Финкельштейн А М ЖЭТФ 86 367 (1984); Finkel'shtein A M Sov. Phys. JETP 59 212 (1984)
  11. Finkel'stein A M Physica B 197 636 (1994)
  12. Frydman A Physica C 391 189 (2003)
  13. Frydman A, Naaman O, Dynes R C Phys. Rev. B 66 052509 (2002)
  14. Tuominen M T et al. Phys. Rev. Lett. 69 1997 (1992)
  15. Lafarge P et al. Phys. Rev. Lett. 70 994 (1993)
  16. Matveev K A, Larkin A I Phys. Rev. Lett. 78 3749 (1997)
  17. Emery V J, Kivelson S A Phys. Rev. Lett. 74 3253 (1995)
  18. Emery V J, Kivelson S A Nature 374 434 (1995)
  19. Dynes R C, Garno J P, Rowell J M Phys. Rev. Lett. 40 479 (1978)
  20. Adkins C J, Thomas J M D, Young M W J. Phys. C 13 3427 (1980)
  21. Schmid A Phys. Rev. Lett. 51 1506 (1983)
  22. Kim J-J, Kim J, Lee H J Phys. Rev. B 46 11709 (1992)
  23. Гантмахер В Ф и др. ЖЭТФ 104 3217 (1993); Gantmakher V F et al. JETP 77 513 (1993)
  24. Gerber A et al. Phys. Rev. Lett. 78 4277 (1997)
  25. Beloborodov I S, Efetov K B Phys. Rev. Lett. 82 3332 (1999)
  26. Beloborodov I S, Efetov K B, Larkin A I Phys. Rev. B 61 9145 (2000)
  27. Березинский В Л ЖЭТФ 59 907 (1970); Berezinskii V L Sov. Phys. JETP 32 493 (1970)
  28. Kosterlitz J M, Thouless D J J. Phys. C 6 1181 (1973)
  29. Halperin B I, Nelson D R J. Low Temp. Phys. 36 599 (1979)
  30. Fiory A T, Hebard A F, Glaberson W I Phys. Rev. B 28 5075 (1983)
  31. McMillan W L Phys. Rev. B 24 2739 (1981)
  32. Альтшулер Б Л, Аронов А Г ЖЭТФ 77 2028 (1979); Al'tshuler B L, Aronov A G Sov. Phys. JETP 50 968 (1979)
  33. Altshuler B L, Aronov A G "Electron - electron interaction in disordered conductors" in Electron - Electron Interactions in Disordered Systems (Eds A L Efros, M Pollak) (Amsterdam: North-Holland, 1985)
  34. Ma M, Lee P A Phys. Rev. B 32 5658 (1985)
  35. Bulaevskii L N, Sadovskii M V J. Low Temp. Phys. 59 89 (1985)
  36. Kotliar G, Kapitulnik A Phys. Rev. B 33 3146 (1986)
  37. Овчинников Ю Н ЖЭТФ 64 719 (1973); Ovchinnikov Yu N Sov. Phys. JETP 37 366 (1973)
  38. Maekawa S, Fukuyama H J. Phys. Soc. Jpn. 51 1380 (1982)
  39. Takagi H, Kuroda Y Solid State Commun. 41 643 (1982)
  40. Финкельштейн А М Письма в ЖЭТФ 45 37 (1987); Finkel'shtein A M JETP Lett. 45 46 (1987)
  41. Graybeal J M, Beasley M R Phys. Rev. B 29 4167 (1984)
  42. Graybeal J M, Beasley M R, Green R L Physica B+C 126 731 (1984)
  43. Spivak B, Zhou F Phys. Rev. Lett. 74 2800 (1995)
  44. Skvortsov M A, Feigel'man M V Phys. Rev. Lett. 95 057002 (2005)
  45. Ефетов К Б ЖЭТФ 78 2017 (1980); Efetov K B Sov. Phys. JETP 51 1015 (1980)
  46. Šimánek E Phys. Rev. B 23 5762 (1981)
  47. Fazio R, Giaquinta G Phys. Rev. B 34 4909 (1986)
  48. Fishman R S Phys. Rev. B 38 4437 (1988)
  49. Imry Y, Strongin M Phys. Rev. B 24 6353 (1981)
  50. Foldy L L Phys. Rev. 124 649 (1961)
  51. Kac M, Luttinger J M J. Mat. Phys. 14 1626 (1973)
  52. Gold A Z. Phys. B 52 1 (1983)
  53. Gold A Phys. Rev. A 33 652 (1986)
  54. Bogolubov N N J. Phys. USSR 11 23 (1947)
  55. Fisher M P A et al. Phys. Rev. B 40 546 (1989)
  56. Асламазов Л Г, Ларкин А И ФТТ 10 1104 (1968); Aslamazov L G, Larkin A I Sov. Phys. Solid State 10 875 (1968)
  57. Maki K Prog. Theor. Phys. 40 193 (1968)
  58. Thompson R S Phys. Rev. B 1 327 (1970)
  59. Galitski V M, Larkin A I Phys. Rev. B 63 174506 (2001)
  60. Варламов А А, Ларкин А И Теория флуктуаций в сверхпроводниках (М.: Добросвет, 2007)
  61. Lee P A, Ramakrishnan T V Rev. Mod. Phys. 57 287 (1985)
  62. Ghosal A, Randeria M, Trivedi N Phys. Rev. Lett. 81 3940 (1998)
  63. Ghosal A, Randeria M, Trivedi N Phys. Rev. B 65 014501 (2001)
  64. Srinivasan B, Benenti G, Shepelyansky D L Phys. Rev. B 66 172506 (2002)
  65. Sondhi S L et al. Rev. Mod. Phys. 69 315 (1997)
  66. Sachdev S Quantum Phase Transitions (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999)
  67. Caprara S et al. AIP Conf. Proc. 629 3 (2002)
  68. Schneider T, Singer J M Phase Transition Approach to High Temperature Superconductivity (London: Imperial College Press, 2000)
  69. Schneider T et al. Phys. Rev. B 79 184502 (2009)
  70. Fisher M P A, Grinstein G, Girvin S M Phys. Rev. Lett. 64 587 (1990)
  71. Fisher M P A Phys. Rev. Lett. 65 923 (1990)
  72. Blatter G et al. Rev. Mod. Phys. 66 1125 (1994)
  73. Cha M-C et al. Phys. Rev. B 44 6883 (1991)
  74. Abrahams E et al. Phys. Rev. Lett. 42 673 (1979)
  75. Søуrensen E S et al. Phys. Rev. Lett. 69 828 (1992)
  76. Fisher M E Rev. Mod. Phys. 70 653 (1998)
  77. Amit D J Field Theory, the Renormalization Group, and Critical Phenomena (Singapore: World Scientific, 1984)
  78. Knyazev D A et al. Phys. Rev. Lett. 100 046405 (2008)
  79. Punnoose A, Finkel'stein A M Science 310 289 (2005)
  80. Anissimova S et al. Nature Phys. 3 707 (2007)
  81. Strongin M et al. Phys. Rev. B 1 1078 (1970)
  82. Nease B et al. Physica B 194-196 2347 (1994)
  83. Haviland D B, Liu Y, Goldman A M Phys. Rev. Lett. 62 2180 (1989)
  84. Marcović N, Christiansen C, Goldman A M Phys. Rev. Lett. 81 5217 (1998)
  85. Liu Y et al. Phys. Rev. B 47 5931 (1993)
  86. Goldman A M, Liu Y Physica D 83 163 (1995)
  87. Valles J M (Jr.), Dynes R C, Garno J P Phys. Rev. B 40 6680 (1989)
  88. Valles J M (Jr.), Dynes R C, Garno J P Phys. Rev. Lett. 69 3567 (1992)
  89. Hsu S-Y, Chervenak J A, Valles J M (Jr.) Phys. Rev. Lett. 75 132 (1995)
  90. Golubov A A, Hartmann U Phys. Rev. Lett. 72 3602 (1994)
  91. Golubov A A, Kupriyanov M Yu J. Low Temp. Phys. 70 83 (1988)
  92. Marcović N et al. Phys. Rev. B 60 4320 (1999)
  93. Adams P W, Herron P, Meletis E I Phys. Rev. B 58 R2952 (1998)
  94. Bielejec E, Ruan J, Wu W Phys. Rev. B 63 100502 (2001)
  95. Bielejec E, Wu W Phys. Rev. Lett. 88 206802 (2002)
  96. Wu W, Bielejec E S Advanced Research Workshop "Meso-06", Chernogolovka, Russia, 14 - 19 June 2006; Wu W, Bielejec E S http://meso06.itp.ac.ru/presentations/Wu.pdf
  97. Butko V Yu, DiTusa J F, Adams P W Phys. Rev. Lett. 85 162 (2000)
  98. Butko V Yu, Adams P W Nature 409 161 (2001)
  99. Wu W AIP Conf. Proc. 850 955 (2006)
  100. Xiong Y M et al. Phys. Rev. B 79 020510(R) (2009); Adams P W, Herron P, Meletis E I Phys. Rev. B 58 R2952 (1998)
  101. Shahar D, Ovadyahu Z Phys. Rev. B 46 10917 (1992)
  102. Kowal D, Ovadyahu Z Solid State Commun. 90 783 (1994)
  103. Hebard A F, Paalanen M A Phys. Rev. Lett. 65 927 (1990)
  104. Paalanen M A, Hebard A F, Ruel R R Phys. Rev. Lett. 69 1604 (1992)
  105. Gantmakher V Int. J. Mod. Phys. B 12 3151 (1998)
  106. Gantmakher V F et al. Письма в ЖЭТФ 71 231 (2000); Gantmakher V F et al. JETP Lett. 71 160 (2000)
  107. Gantmakher V F et al. Письма в ЖЭТФ 68 337 (1998); Gantmakher V F et al. JETP Lett. 68 363 (1998)
  108. Gantmakher V F et al. Письма в ЖЭТФ 71 693 (2000); Gantmakher V F et al. JETP Lett. 71 473 (2000)
  109. Sambandamurthy G et al. Phys. Rev. Lett. 92 107005 (2004)
  110. Gantmakher V F et al. ЖЭТФ 109 1765 (1996); Gantmakher V F et al. JETP 82 951 (1996)
  111. Steiner M A, Breznay N P, Kapitulnik A Phys. Rev. B 77 212501 (2008)
  112. Kang J H, Kim K J J. Appl. Phys. 86 346 (1999)
  113. Hadacek N, Sanquer M, Villégier J-C Phys. Rev. B 69 024505 (2004)
  114. Baturina T I et al. Письма в ЖЭТФ 79 416 (2004); Baturina T I et al. JETP Lett. 79 337 (2004)
  115. Gantmakher V F, Golubkov M V Письма в ЖЭТФ 73 148 (2001); Gantmakher V F, Golubkov M V JETP Lett. 73 131 (2001)
  116. Baturina T I et al. Phys. Rev. Lett. 99 257003 (2007)
  117. Baturina T I et al. Physica C 468 316 (2008)
  118. Beschoten B et al. Phys. Rev. Lett. 77 1837 (1996)
  119. Quitmann C et al. Phys. Rev. B 46 11813 (1992)
  120. Mandrus D et al. Phys. Rev. B 44 2418 (1991)
  121. Tamegai T et al. Jpn. J. Appl. Phys. 28 L112 (1989)
  122. Valles J M (Jr.) et al. Phys. Rev. B 39 11599 (1989)
  123. Takagi H et al. Phys. Rev. B 40 2254 (1989)
  124. Fukuzumi Y et al. Phys. Rev. Lett. 76 684 (1996)
  125. Schneider T Phys. Rev. B 67 134514 (2003)
  126. Nakamura Y, Uchida S Phys. Rev. B 47 8369 (1993)
  127. Ellman B et al. Phys. Rev. B 39 9012 (1989)
  128. Chen C Y et al. Phys. Rev. B 51 3671 (1995)
  129. Li Q et al. Phys. Rev. Lett. 99 067001 (2007)
  130. Fridel J J. Physique 49 1561 (1988)
  131. Dzierzawa M et al. Phys. Rev. Lett. 77 3897 (1996)
  132. Зверев В Н, Шовкун Д В, Науменко И Г Письма в ЖЭТФ 68 309 (1998); Zverev V N, Shovkun D V, Naumenko I G JETP Lett. 68 332 (1998)
  133. Segawa K, Ando Y Phys. Rev. B 59 R3948 (1999)
  134. Ando Y et al. Phys. Rev. Lett. 75 4662 (1995)
  135. Yan Y F et al. Phys. Rev. B 52 R751 (1995)
  136. Ando Y et al. Phys. Rev. Lett. 77 2065 (1996)
  137. Садовский М В УФН 171 539 (2001); Sadovskii M V Phys. Usp. 44 515 (2001)
  138. Ishiguro T, Yamaji K, Saito G Organic Superconductors 2nd ed. (Berlin: Springer, 1998)
  139. Sushko Yu V et al. J. Phys. Soc. Jpn. 62 3372 (1993)
  140. Ito H et al. J. Phys. Soc. Jpn. 65 2987 (1996)
  141. Yazdani A, Kapitulnik A Phys. Rev. Lett. 74 3037 (1995)
  142. Mason N, Kapitulnik A Phys. Rev. Lett. 82 5341 (1999)
  143. Okuma S, Terashima T, Kokubo N Phys. Rev. B 58 2816 (1998)
  144. Okuma S, Shinozaki S, Morita M Phys. Rev. B 63 054523 (2001)
  145. Qin Y, Vicente C L, Yoon J Phys. Rev. B 73 100505(R) (2006)
  146. Tanda S, Ohzeki S, Nakayama T Phys. Rev. Lett. 69 530 (1992)
  147. Ichikawa F et al. Solid State Commun. 98 139 (1996)
  148. Gantmakher V F et al. Письма в ЖЭТФ 77 498 (2003); Gantmakher V F et al. JETP Lett. 77 424 (2003)
  149. Aubin H et al. Phys. Rev. B 73 094521 (2006)
  150. Caviglia A D et al. Nature 456 624 (2008)
  151. Halperin B I, Nelson D R J. Low Temp. Phys. 36 599 (1979)
  152. Sacépé B "Spectroscopie tunnel dans les films minces proches de la transition supraconducteur - isolant" Ph.D. Thesis (Grenoble: CEA, 2007)
  153. Голубков М В, Цыдынжапов Г Э Письма в ЖЭТФ 71 752 (2000); Golubkov M V, Tsydynzhapov G E JETP Lett. 71 516 (2000)
  154. Vicente C L, Qin Y, Yoon J Phys. Rev. B 74 100507(R) (2006)
  155. Sambandamurthy G et al. Phys. Rev. Lett. 94 017003 (2005)
  156. Altshuler B L et al. Phys. Rev. Lett. 102 176803 (2009)
  157. Ovadia M, Sacépé B, Shahar D Phys. Rev. Lett. 102 176802 (2009)
  158. Leggett A J et al. Rev. Mod. Phys. 59 1 (1987)
  159. Penttilá J S et al. Phys. Rev. Lett. 82 1004 (1999)
  160. Fazio R, van der Zant H Phys. Rep. 355 235 (2001)
  161. van der Zant H S J et al. Phys. Rev. B 54 10081 (1996)
  162. Delsing P et al. Phys. Rev. B 50 3959 (1994)
  163. Fazio R, Schön G Phys. Rev. B 43 5307 (1991)
  164. Feigel'man M V, Korshunov S E, Pugachev A B Письма в ЖЭТФ 65 541 (1997); Feigel'man M V, Korshunov S E, Pugachev A B JETP Lett. 65 566 (1997)
  165. Tighe T S et al. Phys. Rev. B 47 1145 (1993)
  166. van der Zant H S J et al. Phys. Rev. Lett. 69 2971 (1992)
  167. Chen C D et al. Phys. Rev. B 51 15645 (1995)
  168. Protopopov I V, Feigel'man M V Письма в ЖЭТФ 85 621 (2007); Protopopov I V, Feigel'man M V JETP Lett. 85 513 (2007)
  169. Chow E, Delsing P, Haviland D B Phys. Rev. Lett. 81 204 (1998)
  170. Jaksch D et al. Phys. Rev. Lett. 81 3108 (1998)
  171. Greiner M et al. Nature 415 39 (2002)
  172. Billy J et al. Nature 453 891 (2008)
  173. Roati G et al. Nature 453 895 (2008)
  174. Sacépé B et al. Phys. Rev. Lett. 101 157006 (2008)
  175. Escoffier W et al. Phys. Rev. Lett. 93 217005 (2004)
  176. Mirlin A D Phys. Rep. 326 259 (2000)
  177. Feigel'man M V et al. Phys. Rev. Lett. 98 027001 (2007)
  178. Mildenberger A, Evers F, Mirlin A D Phys. Rev. B 66 033109 (2002)
  179. Stewart M D (Jr.) et al. Science 318 1273 (2007)
  180. Sacépé B et al. arXiv:0906.1193

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение