Введение к работе
Актуальность темы исследования. В проблеме построения теоретической модели, описывающей физические свойства высокотемпературных сверхпроводников, важная роль отводится вопросу о распределении заряда в медь-кислородных плоскостях, которые определяют сверхпроводящие свойства , соединения. Особенно актуальным этот вопрос становится для многослойных ВТСП купратов, имеющих кристаллографически неэквивалентные слои С11О2: рекордные значения температуры сверхпроводящего перехода Тс, достигнутые в этих соединениях, многие исследователи связывают с особенностями распределения дырок в них. В настоящее время остаются неясной электронная конфигурация Си в медных плоскостях, картина распределения дырок между орбиталями атомов меди и кислорода в слое, а также оптимальное (для достижения наивысших Тс) распределение дырок по медь-кислородным плоскостям в соединении. Крайне важным является исследование вопроса об изменении распределения дырочного заряда в слоях СиОг при переходе из недодопированного состояния, средняя концентрация дырок в котором меньше оптимального значения, в передопированное состояние оксида.
Особое значение для решения задачи о распределении заряда в неэквивалентных медных слоях приобретает такой локальный метод, как ядерный магнитный резонанс (Я MP), с помощью которого можно получить данные о распределении спиновой и зарядовой плотности в отдельно взятом медь-кислородном слое.
Цель настоящей работы - экспериментально исследовать методом ЯМР:
В температурную зависимость однородного вклада в спиновую восприимчивость %s(q—0);
а градиенты электрического поля на ядрах меди и кислорода в кристаллографически неэквивалентных медь-кислородных слоях сверхпроводников ТЬВагСагСиАо-б (Т12223) с различной степенью дырочного допирования;
а на основе полученных экспериментальных данных определить дырочные заселённости орбиталей валентной зоны атомов в неэквивалентных медных слоях и выявить эволюцию распределения
дырочного заряда в Т12223 при вариациях средней концентрации дырок за счёт изменения степени комплектности в подрешетке атомов кислорода.
Научная новизна заключается в том, что в ходе проведённых исследований были впервые получены следующие основные результаты:
-
Исследована температурная зависимость однородного вклада в спиновую восприимчивость Xs(q=0) неэквивалентных медь-кислородных слоев в зависимости от степени допирования соединения Т12223. Установлено, что при переходе в недодопированное состояние различие в поведений Xs(4~0) с температурой'для различных слоев исчезает.
-
Получены данные о градиентах электрического поля на атомах меди и кислорода и сделаны оценки концентраций дырок в неэквивалентных медных слоях Т12223. Выяснена тенденция перераспределения заряда между слоями при переходе от недодопированного к передопированному составу Т12223.
-
Определены значения квадрупольных частот, параметров асимметрии, сверхтонких полей на ядрах атомов меди и кислорода в структурно неэквивалентных плоскостях в зависимости от концентрации дырочных носителей в слое.
-
Проведена кристаллографическая идентификация линий полного спектра ЯМР изотопа кислорода 170 для оксида Т12223.
Научная и практическая ценность. Сведения, полученные о поведении спиновой восприимчивости Xs и распределении заряда в медь-кислородных слоях в зависимости от степени допирования соединения могут быть использованы при решении вопроса о механизме, приводящем к явлению высокотемпературной сверхпроводимости.
На защиту выносятся:
1. Результаты исследования однородного вклада в статическую
спиновую восприимчивость кристаллографически
неэквивалентных Cu02 плоскостей в Т12223 в зависимости о г степени допирования соединения.
2. Результаты анализа градиентов электрического поля на ядрах 63Си, 170 и особенностей распределения заряда в неэквивалентных медных слоях соединений Т12223 с разной степенью их допирования.
Достоверность полученных результатов обеспечивается физической корректностью постановки задачи, надёжной аттестацией образцов, корректной обработкой экспериментальных данных, их воспроизводимостью и наглядной интерпретацией.
Апробация работы основные результаты работы докладывались на XXVII -Конгрессе AMPERE (1994, Казань, Россия), 4-й Международной конференции по высокотемпературной сверхпроводимости (1994, Гренобль, Франция), 30-ом Сове-цание по физике низких температур (1994, Дубна, Россия), 21-й Международной конференции по физике низких температур LT-2I (1996, Прага, Чехия), 5-й Международной конференции по высокотемпературной сверхпроводимости (1997, Пекин, Китай).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в работах [1-9].
Структура н объём работы. Диссертация состоит из введения четырёх глав, заключения. и списка литературы, включающего 93 наименования.
