Введение к работе
Актуальность, Один из новых перспективных классов соединений, в которых достигнута температура перехода в сверхпроводящее состояние выше 100 К принадлежит системе Bi-Sr-Ca-Cu-O. При этом известны три сверхпроводящие фазы, которые образуют гомологический ряд Bi2Sr2Can.iCun04n+2+x с п=1,2 и 3. Наличие серии сверхпроводящих фаз в одной системе, существование определенной корреляции между химическим составом и температурой перехода в СП состояние привлекает особое внимание к этим соединениям и требует детального знания кристаллической структуры.
С другой стороны, интерес к исследованию соединений данного семейства связан с тем, что кристаллы всех фаз имеют длиннопериодную модуляцию, не кратную периоду основной структуры. В силу этого, они могут рассматриваться в ряду специфических обьектов в физике твердого тела, отличающихся отсутствием трансляционной симметрии, по крайней мере, в одном рациональном кристаллографическом направлении, при сохранении полного трехмерного дальнего порядка.
Существование устойчивой несоразмерной модуляции структуры в широком диапазоне температур (от гелиевой до 850 К) определяет возможность детального исследования природы модулированных фаз таких кристаллов, определения и уточнения структурных моделей по монокристальным и порошковым дифракционным данным, исследования физических свойств. В связи с этим представляется важным проведение систематических изучений кристаллов данного семейства с помощью дифракционных методов анализа.
Цель работы. Целью диссертационной работы явилось рентгенографическое исследование структурных особенностей, обусловленных модуляцией кристаллической структуры и наличием дефектов упаковки структуры в ВТСП оксидах Bi2Sr2CaCu208+x (2212Cu), Bi4Sr,jCaCu30y (4413Cu) и кристаллах
Bi2Sr2CaFe2Oy (2212Fe), изоморфных ВТСП фазе 2212Cu.
Научная новизна. Выявлены закономерности образования дефектов упаковки структуре фазы 4413. Обнаружены нарушения структурного порядка обусловленного волной модуляции, в структуре фазы 2212. На основ монокристальных исследований выявлено наличие несоразмерной модуляции кристаллах фазы 2212Fe, определены кристаллографические и модуляционны характеристики этих кристаллов. По порошковым дифракционным данным уточнені структурные и модуляционные параметры фазы 2212Fe. Основные результаты и положения. 1). Дифракционные свидетельства образования дефектов упаковки в
структуре ВТСП фазы Bi4Sr4CaCu30y. Установление связи между
концентрацией дефектов упаковки и сверхпроводящими свойствами. 2). Обнаружение нарушений модуляционной структуры в кристаллах
ВТСП фазы Bi2Sr2CaCu208+x. 3). Уточнение несоразмерно модулированной структуры кристаллов
фазы Bi2Sr2CaFe20„ на основе метода полнопрофильного анализа
рентгенодифракционных данных. 4). Анализ рентгеноструктурных исследований и мессбауэровских
данных кристаллов фазы Bi2Sr2CaFe20y, установление доменоподобного
характера полей смещений атомов структуры. Научная и практическая ценность. Рентгенографические данные о смещении пике и их уширении вследствие наличия дефектов упаковки могут быть использованы кг характеристики модельного объекта при создании алгоритмов расчета моделировании дифракционных картин от несовершенных кристаллически структур.
Описание фаз с модуляцией, не являющейся простой синусоидальной, мож( быть основано на развитых в работе представлениях о доменоподобном характе{ полей смещений атомов.
Кристаллографические, структурные и модуляционные характеристики, полученные для исследованных кристаллов, фактически являются паспортными данными обьектов в их дальнейших исследованиях.
Модернизированная программа GJANA, реализованная на IBM - совместимых персональных компьютерах, может быть рекомендована для использования в практике полнопрофильного анализа модулированных кристаллов. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях: III European Powder Diffraction International Conference (Vienna, Sept.25-29, 1993); The 1993 Fall Meeting of the Materials Research Society (Boston, Nov.28-Dec.2, 1993); The 1994 American Crystallographic Association Meeting (Atlanta, June 25-JuIy 3, 1994); The 1995 American Crystallographic Association Meeting (Montreal, July 23-28, 1995); Юбилейном Дифракционном семинаре, посвященного 100-летию открытия рентгеновских лучей, (Черноголовка, 2-4 октября 1995).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы, изложена на ... страницах, иллюстрируется ... рисунками. Список литературы включает ... наименований.