Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Зайцев-Зотов Сергей Владимирович

Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3
<
Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Зайцев-Зотов Сергей Владимирович. Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3 : ил РГБ ОД 61:85-1/114

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Обзор работ по сверхпроводящему соедине нию и свойствам неупо рядоченных систем 8

1.1. Кристаллическая структура ВаРо

1.2. Валентность висмута в

1.3. Проводимость и зонная структура

1.4. Сверхпроводящие свойства

1.5. Эффект Джозефсона в 18

1.6. Проводимость неупорядоченных сред 20

1.7. Свойства гранулированных металлов 26

Глава 2. Методика эксперимента 31

2.1. Технология изготовления объемных керамических образцов и ее особенности 31

2.2. Технология напыления сверхпроводящих тонких пленок c>Q РЬ, Х Diy О3 32

2.3. Изготовление контактов и измерение проводимости . 37

2.4. Измерительно-вычислительный комплекс 39

2.5. Исследование вольт-амперных характеристик 42

2.6. Криогенное оборудование 44

2.7. Измерение намагниченности и оптические исследования 49

Глава 3. Результаты экспериментальных исследований 50

3.1. Сверхпроводящий переход и критическая температура исследовавшихся образцов 50

3.2. Проводимость ОаРо,.х ol^O^ 55

3.3. Верхнее критическое магнитное поле и магнитосопротивление

3.4. Свойства пленок E>Q РЬ, x Ё> і О-» полученных методом лазерного напыления 77

3.5. Аномалии проводшлости кераїлических образцов в смешан-ном состоянии 89

3.6. Джозефсоновские свойства керамических образцов E>aroNx ЬіуОз 102

3.7. Свойства и биполяронная теория сверхпроводимости 111

Заключение и основные результаты работы

Литература

Введение к работе

Физика сверхпроводимости, представляющая собой большой раздел физики твердого тела, находит все большее применение в различных областях народного хозяйства: медицине, геологии, энергетической промышленности и т.д., Уникальные общефизические и технические приложения сверхпроводимости стимулируют экспериментальное и теоретическое изучение новых сверхпроводящих соединений, а также разработку на их основе различных систем и устройств. Однако применение сверхпроводников зачастую сдерживается необходимостью работать при низких температурах, используя для охлаждения сравнительно дорогой жидкий гелий. Поэтому поиск сверхпроводников с высокой критической температурой - одна из важнейших задач, стоящих перед современной физикой твердого тела. Одним из путей решения этой задачи является исследование возможностей радикального повышения критической температуры на основе какого-либо нового механизма сверхпроводимости, отличного от сверхпроводимости куперовских пар (БЕШІ механизм). Несмотря на значительное время, прошедшее с момента открытия сверхпроводимости, пока не найдено убедительных доказательств реализации в каком-либо соединении не БКШ механизма сверхпроводимости. Поэтому любое соединение, имеющее необычные с точки зрения теории БКШ свойства, сразу становится объектом пристального внимания как экспериментаторов, так и теоретиков.

Сверхпроводящие свойства Е>аРЬ.^Вх\ О, были открыты в

* X X р

1975 году Слейтом и др. [і], наблюдавшими сравнительно широкий переход в сверхпроводящее состояние при температуре Тс= 9-гІЗК. Уже в то время отмечались некоторые рекордные параметры этого соединения : оно имело максимальную критическую темпера-

туру среди соединений, не содержащих переходных металлов [2], которая на порядок превосходила максимальную критическую температуру, ожидавшуюся для перовскитов [з]. Дальнейшие исследования дали новую информацию о необычных свойствах этого соединения. Было обнаружено аномальное поведение проводимости (максимумы на зависимости сопротивления от магнитного поля) [4,5] и сверхпроводимость у неметаллических образцов [4,б]; концентрация носителей тока у составов с ТС=12К оказалась равной всего 4.10 см [б], что на порядок ниже концентрации в других сверхпроводниках с ТС~ЮК; измерения теплоемкости показали отсутствие скачка при переходе в сверхпроводящее состояние [7]. Все эти свойства казались настолько необычными, что вызвали появление целого ряда предположений о реализации не БКШ механизма сверхпроводимости в

Параллельно с фундаментальными исследованиями этого соединения проводились и разработки с целью его практического использования. Сравнительно высокая критическая тампература, устойчивость этого соединения в атмосфере кислорода и наличие в В>а РЬ о/ 0-г ПРИ изменении X перехода металл-диэлектрик открывают возможности создания на основе этого соединения стабильных криоэлектронных структур. С этой целью были разработаны методы напыления тонких сверхпроводящих пленок этого соединения - сначала методом ВЧ-распыления [8,9], а затем и методом лазерного испарения [ю] .

Исследования пленок и керамических образцов SgPL,. В>і 0г привели к новому неожиданному результату: оказалось, что границы мажду кристаллитами в ВаРЬ,.у^^ Од могут выполнять роль слабых связей[II,12], при этом поликристаллические образцы и пленки этого соединения выступают в роли системы джозеф-

ооновских переходов, в которых наблюдается целый ряд когерентных явлений, например, детектирование СВЧ излучения происходит синхронно сразу большим числом переходов, так что возникающее на пленке напряжение оказывается равным примерно 2 мВ, в то время как на единичном переходе - всего І мкВ [із] . Такое поведение пленок и керамических образцов Ва Ро Ві 0,, а также простота их изготовления открыли новые перспективы для использования этого соединения: для создания генераторов, детекторов и других криоэлектронных устройств.

Все сказанное выше определяет актуальность систематических исследований Оси о Di U, и разработки метода напыления тонких сверхпроводящих пленок. Отметим, что к началу работы над диссертацией в литературе отсутствовала информация о проводимости этого соединения (за исключением единственной температурной кривой в работе [і]). Целью диссертационной работы является проведение систематических исследований проводимости и изучение сверхпроводящих свойств керамических образцов и пленок Barb ut^ 0,

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.

В первой главе диссертации дается краткий обзор свойств BqPd Р«v С/, и проблем, возникающих при их интерпретации, а также приводятся краткие обзоры по проводимости неупорядоченных систем и некоторым свойствам гранулированных металлов.

Во второй главе описывается методика измерений, в том числе и разработанный измерительно-вычислительный комплекс, дается обоснование выбранного метода напыления пленок BaPt ВіОїИ

1-Х * ?

приводится краткое описание созданной напылительной установки. В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследований. Для керамических образцов и пленок BaPb Bi.Q on-ределены зависимости проводимости от температуры и магнитного поля, критические температуры и критические магнитные поля.

Проводится обсулщение полученных результатов. Далее описываются обнаруженные аномалии проводимости, предлагается их объяснение и приводятся результаты исследований джозефсоновских свойств керамических образцов. Заканчивается третья глава сопоставлением полученных результатов с биполяронной теорией сверхпроводимости.

В заключении кратко излагаются основные результаты диссертации, предлагаются возможные области их использования.

Основные результаты, впервые полученные в диссертационной работе:

І.При помощи лазерного напыления и последующего отжига на воздухе получены сверхпроводящие пленки

2. Для сверхпроводящих образцов Ва РЬ _ В і v О-, (0.05 ^х< 0.3)

'у* уч У

определены температурные зависимости верхнего критического магнитного поля. Предложена интерпретация полученных результатов на основе теории Коффи-Матталиба-Левина.

3.Обнаружены и исследованы неметаллическое поведение проводимости и отрицательное магнитосопротивление Показано, что полученные результаты могут быть объяснены теорией квантовых добавок к проводимости.

4'.Обнаружено и исследовано новое явление для гранулированных сверхпроводников второго рода: появление немонотонной, с двумя максимумами, зависішости сопротивления от магнитного поля при понижении температуры ниже критической, и предложено его объяснение.

Основные результаты работы докладывались автором на 20 Всесоюзном совещании по физике низких температур ( Москва, 1979 год), 28 и 30 научных конференциях МИФИ в 1979 и 1983 гг. и Первом семинаре по свойствам Вагоь и\х 0^ ( Москва, ИАЭ гол.И.В.Курчатова, 1983 г.). Материалы диссертации содержатся в работах [4,5,10,14,15,16].

Проводимость и зонная структура

В настоящее время сверхпроводимость у обнаружена в диапазоне составов 0 x 0.35 [г,6,32], причем максимальное значение критической температуры, определенной по началу сверхпроводящего перехода, T I2-f-I3K, достигается при х=0.25 т 0.3 [1,3,4,6]. Рассматривая кривые намагниченности .для o.2 5 Кан и др М Установили, что исследуемое вещество принадлежит к сверхпроводникам второго рода с малой величиной первого критического магнитного поля Hcj 20Э и значением второго критического поля НС2 1кЭ (при 4.2К). Однако дальнейшие исследования В СА Ро Віл (Хпоказали, что величина второго критического магнитного поля при 4.2К составляет около ЗОкЭ [4]. Кроме того, в работе [б] для х=0,25 была обнаружена необычная зависимость второго критического магнитного поля от температуры, не описываемая грязным пределом теории БЫЛ. В этой же работе проводились измерения эффекта -Холла на керамических образцах этого соединения. И хотя эффект Холла не является корректным методом определения концентрации носителей тока в поликристаллических материалах, тем не менее,.эти данные позволяют оценить концентрацию носителей в Ё а го оїу 0 ; максимальной критической температуре Т_=12К соответствует кон-центрация П =4.10 см"3. В следующей работе тех же авторов [зз] проводились измерения температурной зависимости коэффициента Зеебека. По результатам была определена энергия Ферми для этого соединения, а также оценено значение эффективной массы и плотности состояний на уровне Ферми. Для х=0.25 получены следующие значения: р=0.7эВ, J7i =1.5 Wie , М )=9-Ю21сост./эВ.см3. В работах [6,33] указывалось на то, что концентрация электронов проводимости и плотность состояний на поверхности Ферми в Ва РЬ В/ Ог недостаточна, чтобы объяснить высокую критическую температуру лишь БКШ механизмом сверхпроводимости. Измерения эФФекта Холла проводились также и в работе [30], причем максимальная концентрация носителей тока оказалась равной 7.10 см-3, т.е. в шесть раз ниже, чем в [б]. Такое расхождение свидетельствует о необходимости осторожного отношения к данным, полученным из исследований керамических образцов

Интересные результаты приведены в работе [7] , в которой проводились калориметрические измерения на сверхпроводящих образцах состава х=0.25. Было обнаружено отсутствие скачка теплоемкости вблизи критической температуры при погрешности измерений около 1%. В этой же работе для константы Зоммерфельда бы-ло получено значение Y=0.I5 мДж/моль»К , составляющее примерно 2% от значения этой величины для ниобия. В работе Г 34], вышедшей недавно, сообщается о результатах прецезионных исследований теплоемкости в кристаллах состава х=0.25. По оценкам, сделанным в этой работе, величина скачка электронной теплоемкости на фоне теплоемкости решетки должна быть крайне малой, около 2%. Измерения,проведенные в Г34], позволили обнаружить особенность вблизи Тс величиной 0.8-1.4%, т.е. несколько мень-. шей расчетной. Однако, учитывая заметную ширину сверхпроводящего перехода в исследовавшихся образцах, таким расхождением можно пренебречь. Тем не менее, причина малости константы

Как видно из описанных выше результатов, сверхпроводящие свойства окисной системы RaPk Bt 0, весьма необычны. Во многих работах, особенно после опубликования работы о теплоемкости [7] , высказывались те или иные предположения о механизме сверхпроводимости в этом соединении. Предполагалось, например, что высокая критическая температура может обеспечиваться плазмонным механизмом сверхпроводимости [б] , в [35] упоминался механизм сверхпроводящего спаривания на границе металл-полупроводник, экситонный механизм, а также механизм сверхпроводимости, обусловленный наличием на границах зерен центров с отрицательной энергией Хаббарда. Кроме того, большое внимание было уделено теории сверхпроводимости с диэлектрической щелью на части поверхности Ферми, предложенной для описания свойств бо PL Ві 03 в [36] . Эта теория объясняет зависимость критической температуры от состава, аномально большое значение диэлектрической проницаемости, а также неполный эффект Мейссне-ра [Зб] . На основе этой модели была вычислена величина скачка теплоемкости при сверхпроводящем переходе, которая оказалась равной около 1% [3lJ . В этих же работах было дано объяснение аномально низкого значения постоянной Зоммерфельда. Однако, теория сверхпроводимости с диэлектрической щелью на поверхности Ферми сталкивается с трудностями при объяснении немонотонной зависимости концентрации свободных носителей от состава. Кроме того, расчет скачка теплоемкости в работе [Зі] проводился на основе данных, полученных из проводимости несверхпроводящего состава, и, кроме того, сопоставление энергии активации проводимости в области локализации носителей с диэлектрической щелью на поверхности Ферми нуждается в обосновании.

Проводимость неупорядоченных сред

Тенденция к диэлектризации поверхности зерен керамики, наблюдающаяся в ВаРЬ о} 0$ привела к возникновению в этом соединении целого ряда эффектов, характерных для гранулированных металлов, поэтому ниже будет дан краткий обзор их свойств.

Гранулированные металлы (или керметы) представляют собой смесь малых металлических гранул с диэлектриком и являются сравнительно новым объектом исследования. В зависимости от объемной доли проводящей фазы такой композит может обладать либо металлическими, либо диэлектрическими свойствами. Металлический характер проводимости наблюдается до тех пор, пока объемная доля металла не уменьшится до некоторой концентрации 0о , при которой вклад в проводимость от туннелирования между гранулами не станет равным вкладу от протекания по металлическому лабиринту. Как правило, в этой области температурный коэффициент сопротивления обращается в ноль [50] . При дальнейшем понижении доли металла сопротивление гранулированной системы быстро увеличивается, при этом возрастает и величина температурного коэффициента проводимости. В этой области перенос заряда происходит путем туннелирования, а появление температурного коэффициента сопротивления связано с существованием затрат энергии на зарядку гранулы на величину заряда электрона, которые оказываются поря-дка — , где С - емкость гранулы [ 507 . При низких темпера-турах, когда кТ Т" » проводимость носит активационный характер. Таким образом, поведение проводимости гранулированных систем при уменьшении доли металла сходно с поведением проводимости неупорядоченных систем при возрастании беспорядка.

Сверхпроводящие свойства гранулированных систем весьма интересны как с теоретической точки зрения, так и с точки зрения их практического использования. Не ставя целью дать полный обзор всех разнообразных явлений, наблюдающихся в сверхпроводящих гранулированных системах, мы ограничимся лишь теми, которые имеют отношение к свойствам изучавшегося соединения, а тленно, свойствами гранулированных систем с джозефсоновской связью между гранулами.

Перколяционная теория сверхпроводящих гранулированных систем предложена в работах [51,52] для описания зависимости ширины сверхпроводящего перехода от сопротивления барьеров между гранулами. Эта теория рассматривает вопросы формирования бесконечного сверхпроводящего кластера в системе со случайными по направлению и величине, но однородно распределенными по объему связями между гранулами. Формирование бесконечного сверхпроводящего кластера означает конец резистивного сверхпроводящего перехода образца.

Гранулированные сверхпроводники могут быть грубо поделены на два класса в зависимости от силы связи между гранулами [49]. В первом классе гранулы сильно связаны, и сверхпроводящая связь между ними возникает сразу же после появления сверхпроводимости в гранулах. Во втором классе гранулы слабо связаны или за счет тонкого мостика сверхпроводника, или за счет джозефсоновской связи, возникающей через тонкий изолирующий слой. В свою очередь, второй класс также можно разделить на две категории, в зависимости от содержания металла в образце:

а) когда содержание металла таково, что стр/о(Т 0 .В этом случае зерна связаны, главным образом, слабыми связями, для которых можно пренебречь электростатической энергией связи; этом случае связь между гранулами осуществляется за счет джозефсоновского взаимодействия, и электростатическая энергия может давать существенный вклад в проводимость. В частности, она может привести к исчезновению сверхпроводящего перехода при наличии сверхпроводимости в гранулах. Следуя [52] , рассмотрим формирование бесконечного сверхпроводящего кластера в металлическом случае. Связь между гранулами определяется конкуренцией энергии джозефсоновского сверхпроводящего связывания t. j и тепловой энергии.

Изготовление контактов и измерение проводимости

Для упрощения обработки результатов измерений был разработан и изготовлен оригинальный измерительно-вычислительный комплекс на основе лабораторной микро-ЭВМ "Электроника ДЗ-28". В состав комплекса входят следующие блоки (рис.2.4.): микро-ЭВМ "Электроника ДЗ-28" 3, печатная машинка ЭУМ-23 с устройством сопряжения I и источником питания ЗОВ IA 2, кожух 10 с блоками сопряжения 5-9, цифровые вольтметры 11,12 и двухкоординатный самописец 4. Кожух 10 был изготовлен на основе стандартного корпуса "Вишня", в котором в соответствии с организацией ввода-вывода информации в "Электронику ДЗ-28" и структурой контроллера 5 были сделаны шины ввода, вывода, управления и синхронизации.

На основе микросхем 155 серии были разработаны и изготовлены следующие блоки сопряжения: блоки ввода информации с цифровых приборов 8, блоки вывода информации на цифро-аналоговый преобразователь 7 (на основе ЦАП К572ПАІ), блок с одновибратором 6 и контроллер 5, осуществлявший сопряжение перечисленных выше блоков с микро-ЭВМ. С помощью изготовленных блоков можно было проводить следующие операции: вводить в ДЗ-28 показания цифровых приборов, обрабатывать их в соответствии с заложенной программой и выводить полученные результаты на печать или на двухкоор-динатный самописец, управлять подъемом и опусканием пера самописца. Программное обеспечение для измерения температурных зависимостей сопротивления было разработано с учетом эффектов, ожидаемых для неупорядоченных систем.

Программа измерения температурных зависимостей сопротивления за один цикл измерений вводила в ДЗ-28 показания приборов, определяла необходимый для вычисления температуры участок калибровочной таблицы, состоявшей из 20 точек, затем при помощи интерполяционного сплайнового многочлена 3-го порядка переводила показания термометра в температуру, записывала полученную пару точек в ОЗУ, осуществляла вывод на самописец в любых предусмотренных программой координатах и затем переходила к следующему измерению. Весь объем памяти ДЗ-28 распределялся следующим образом: ; I Кбайт - текст программы (в кодах), 256 байт - служебная зона, остальные 30,75 Кбайт использовались для запоминания результатов измерений. Программа позволяла проводить измерения каждую секунду в течение пршлерно 2-х часов и запоминать все измеренные точки. Б любой момент времени работу программы можно было прервать и вывести полученные результаты в одном из предусмотренных масштабов, а при соответствующем изменении программы и в любом другом. В программе был предусмотрен вывод следующих зависимостей: RfT) в диапазоне от 0 до І00К, RfT) в диапазоне от 0 до 20К, coRf-fJ для определения энергии активации, М( Ьг] ) для проверки выполнения закона Мотта, со R ( -Q. ) для определения показателя степени при степенных зависимостях. При желании результаты измерений можно было напечатать в виде таблицы.

Для исследования вольт-амперных характеристик (БАХ) использовалась обычная схема (рис.2.5.), конкретная реализация которой отличалось применением тех или иных источников тока 2, усилителей 4 и регистраторов I (см. табл.2.1.). При регистрации ВАХ на двухкоординатном графопостроителе в качестве источника тока 2 использовался генератор сигналов специальной формы Г6-28, а для получения высокой чувствительности в качестве усилителя 4 включался нановольтамперметр P34I. При измерениях зависимости максимального тока Джозефсона 1 м от магнитного поля и температуры первоначально предполагалось использовать измерительно-вычислительный комплекс с ДЗ-28 в автоматическом режиме, однако, из-за трудности фильтрования мощных высокочастотных наводок, создаваемых микро-ЭВМ и вызывающих преждевременное переключение образца в резистивное состояние, предпочтение было отдано использованию Г6-28, а в некоторых случаях использованию гальванического элемента с делителем напряжения в качестве источника тока 2. При этом были приняты меры для экранировки образца от электромагнитных наводок и внешнего постоянного магнитного поля.

Регистрация ВАХ проводилась также и на экране осциллографа, включенного в X -Y режиме. В этом случае для улучшения подавления синфазного сигнала и расширения динамического диапазона перед входом осциллографа I включался разработанный для этих це? лей дифференциальный усилитель 4, собранный на операционных усилителях.. Параметры дифференциального усилителя: максимальная амплитуда синфазного сигнала 10В, подавление синфазного сигнала 80дБ, коэффициент усиления 14, шумы, приведенные ко входу, ЮОмкВ, входное сопротивление 10 ГОм, максимальная частота эффективного подавления синфазного сигнала 200Гц. Б качестве генератора 2 использовался Г6-28 или в режиме однократного запуска (при работе с запоминающим осциллографом C8-II), или же в режиме постоянной генерации (при работе с осциллографами CI-68, CI-79). При измерении БАХ высокоомных образцов, требовавших большой амплитуды измерительного напряжения (до 100В на токовых контактах образца), на выход генератора Г6-28 подключался специально разработанный усилитель напряжения, позволявший повысить выходное напряжение до 1кВ (практически было достаточно 70-I00B). При этом регистрация БАХ проводилась на экране запоминающего осциллографа C8-II в режиме однократного импульса.

Верхнее критическое магнитное поле и магнитосопротивление

Оценка последнего типа неоднородности будет дана в разделе 3.S., посвященном второму критическому магнитному полю в Е аРо. fi (vU7 , а пока лишь заметим, что она мала (около 2$ при температуре IK и уменьшается при возрастании температуры). Величину технологической неоднородности можно оценить следующим образом. Пусть р(У) функция распределения зерен керамики по составу, причем p6 )oU есть доля объема, занимаемого зернами с составами в диапазоне от X до а х+ х , С рСх)&х = 1 . Предполоожим, что зависимость критической температуры от состава Т(х) монотонна, например, стТ/dX 0% Если пренебречь влиянием границ зерен, то в области сверхпроводящего перехода величина удельного сопротивления однозначно связана с долей объема 1Г , занимаемого сверхпроводящей фазой, причем образованию бесконечного сверхпроводящего кластера соответствует ЯІ = 0.16+0.01 (порог протекания трехмерной континуальной задачи [42] ). В то же время при этой температуре TCQ сверхпроводящими являются все зерна с X ХС , причем Т(У-С )=: Гс0 . Таким образом,

Оценим точку начала сверхпроводящего перехода. Предположив, что минимально обнаруживаемое количество- сверхпроводящей фазы составляет 10 -КГ3 от объема образца, из (3.3.) получаем 0Cc = 3Co+(2.4f3./J X = Xo-b (Z7tO.3) XПГ{хс)Ц.,та.кши образом, ширина перехода Tc-\=Tfxo- x) T6 o-/2J±03)SxjK 7 3)Sx- Из рис. 3.1. следует, что [2.1 + 0.3joX=Q04 ±0.0/ ,т.е. X=0.0/ST ±0.004 Следовательно, ширина перехода, связанная с технологической неоднородностью, для х=0.2 должна быть не больше п. 1±0.3) 6Х 2_LC / = 1+2 К В действительности она сос-тавляет 2-4К, т.е. в ряде случаев существенно выше. В разд. 3.5. будет показано, что дополнительное увеличение ширины сверхпроводящего перехода связано с влиянием границ зерен и может быть рассчитано на основе измерений проводимости и результатов эле-ктронномикроскопических исследований. Тем не менее, качественное описание формы сверхпроводящего перехода может быть дано в настоящем разделе. Из формулы (3.3.) следует, что для х 0.2 возрастание объема сверхпроводящей фазы при изменении температуры описывается функцией, близкой к ± (j-ertfJ—Aj) , которая при понижении температуры возрастает сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее. Для х=0.27 количество зерен керамики с максимальной критической температурой (х=0.25) достаточно велико, и, следовательно, переход должен начаться более резко, что и наблюдается.

Таким образом, исследуемые образцы обладают значительной технологической неоднородностью (около 10% при х=0.25), которую необходимо учитывать при интерпретации результатов измерений. Максимальная критическая температура, определенная по началу сверхпроводящего перехода, составляет 12.ОК и соответствует составу х=0.25.

Использование керамической технологии синтеза приводит к значительному разбросу проводшлости образцов, который связан, прежде всего, с влиянием границ зерен керамики. Задача синтеза монокристаллических образцов этого соединения, достаточно крупных для проведения измерений проводимости, еще не решена. Поэтому вся количественная информация о проводимости в ОаРо,_х Ь і 0$ получена из результатов исследования керамических образцов.

На рис. 3.3. изображена зависимость проводимости оаРb,_x6/ ,0. от состава, полученная из измерений самых низкоомных керамических образцов этого соединения, в которых влияние границ зерен минимально. Металлическое поведение проводимости dP/olT 0 наблюдалось лишь для составов с х 0.2 , для остальных составов сЮ/о1Т 0 . Качественно такое поведение проводшлости согласуется с результатами оптических измерений Гз] , свидетельствующих о существовании вблизи х=0.4 перехода металл-диэлектрик. Для выяснения природы этого перехода были проведены исследования температурных зависимостей сопротивления.

Похожие диссертации на Особенности сверхпроводимости в окисной системе BaPb 1-x Bi x O 3