О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия

Изучено влияния примесей на физические свойства сверхпроводящей керамики YBa₂Cu₃O7-δ. Для этого были изготовлены образцы иттриевой керамики с различным содержанием примесей Ni, Zn, Co, Fe и Ga и для каждого образца измерены сверхпроводящая фракция, низкочастотная восприимчивость в постоянном внеш...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2005
Hauptverfasser:	Саникидзе, Дж.Г., Кохреидзе, Р.Г., Мествиришвили, А.Н., Мумладзе, Г.А., Орденов, С.В., Папунашвили, Н.А., Чубабрия, М.Я.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2005
Schriftenreihe:	Физика низких температур
Schlagworte:	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121476
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия / Дж.Г. Саникидзе, Р.Г. Кохреидзе, А.Н. Мествиришвили, Г.А. Мумладзе, С.В. Оденов, Н.А. Папунашвили, М.Я. Чубабрия // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 6. — С. 640-644. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-121476
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1214762017-06-15T03:05:51Z О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия Саникидзе, Дж.Г. Кохреидзе, Р.Г. Мествиришвили, А.Н. Мумладзе, Г.А. Орденов, С.В. Папунашвили, Н.А. Чубабрия, М.Я. Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Изучено влияния примесей на физические свойства сверхпроводящей керамики YBa₂Cu₃O7-δ. Для этого были изготовлены образцы иттриевой керамики с различным содержанием примесей Ni, Zn, Co, Fe и Ga и для каждого образца измерены сверхпроводящая фракция, низкочастотная восприимчивость в постоянном внешнем поле, температурная зависимость магнитной восприимчивости в слабом постоянном поле. Последняя позволяет более точно определить критическую температуру (начало перехода) независимо от перколяционных эффектов. Результаты экспериментов показывают более сильное подавление сверхпроводящего состояния немагнитными примесями, что подтверждает наличие в ВТСП пар в d-состоянии. Степень подавления сверхпроводимости магнитными примесями зависит от предпочтительной локализации примесей в ячейках Cu(1) или Cu(2). Вивчено вплив домішок на фізичні властивості надпровідної кераміці YBa₂Cu₃O7-δ. Для цього було виготовлено зразки ітрієвої кераміці з різним вмістом домішок Ni, Zn, Co, Fe та Ga і для кожного зразка виміряно надпровідну фракцію, низькочастотну сприйнятливість у сталому зовнішньому полі, температурну залежність магнітної сприйнятливості в слабкому сталому полі. Остання дозволяє більш точно визначити критичну температуру (початок переходу) незалежно від перколяційних ефектів. Результати експериментів показують більш сильне подавлення надпровідного стану немагнітними домішками, що підтверджує наявність у ВТНП пар в d-стані. Ступінь подавлення надпровідності магнітними домішками залежить від переваги локал ізації домішок у комірках Cu(1) або Cu(2). 2005 Article О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия / Дж.Г. Саникидзе, Р.Г. Кохреидзе, А.Н. Мествиришвили, Г.А. Мумладзе, С.В. Оденов, Н.А. Папунашвили, М.Я. Чубабрия // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 6. — С. 640-644. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 74.72.Bk http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121476 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
spellingShingle	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Саникидзе, Дж.Г. Кохреидзе, Р.Г. Мествиришвили, А.Н. Мумладзе, Г.А. Орденов, С.В. Папунашвили, Н.А. Чубабрия, М.Я. О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия Физика низких температур
description	Изучено влияния примесей на физические свойства сверхпроводящей керамики YBa₂Cu₃O7-δ. Для этого были изготовлены образцы иттриевой керамики с различным содержанием примесей Ni, Zn, Co, Fe и Ga и для каждого образца измерены сверхпроводящая фракция, низкочастотная восприимчивость в постоянном внешнем поле, температурная зависимость магнитной восприимчивости в слабом постоянном поле. Последняя позволяет более точно определить критическую температуру (начало перехода) независимо от перколяционных эффектов. Результаты экспериментов показывают более сильное подавление сверхпроводящего состояния немагнитными примесями, что подтверждает наличие в ВТСП пар в d-состоянии. Степень подавления сверхпроводимости магнитными примесями зависит от предпочтительной локализации примесей в ячейках Cu(1) или Cu(2).
format	Article
author	Саникидзе, Дж.Г. Кохреидзе, Р.Г. Мествиришвили, А.Н. Мумладзе, Г.А. Орденов, С.В. Папунашвили, Н.А. Чубабрия, М.Я.
author_facet	Саникидзе, Дж.Г. Кохреидзе, Р.Г. Мествиришвили, А.Н. Мумладзе, Г.А. Орденов, С.В. Папунашвили, Н.А. Чубабрия, М.Я.
author_sort	Саникидзе, Дж.Г.
title	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия
title_short	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия
title_full	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия
title_fullStr	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия
title_full_unstemmed	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия
title_sort	о влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства втсп на основе иттрия
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121476
citation_txt	О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия / Дж.Г. Саникидзе, Р.Г. Кохреидзе, А.Н. Мествиришвили, Г.А. Мумладзе, С.В. Оденов, Н.А. Папунашвили, М.Я. Чубабрия // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 6. — С. 640-644. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT sanikidzedžg ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ AT kohreidzerg ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ AT mestvirišvilian ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ AT mumladzega ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ AT ordenovsv ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ AT papunašvilina ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ AT čubabriâmâ ovliâniimagnitnyhinemagnitnyhprimesejnasvojstvavtspnaosnoveittriâ
first_indexed	2025-07-08T19:58:11Z
last_indexed	2025-07-08T19:58:11Z
_version_	1837110071997235200
fulltext	Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 6, ñ. 640–644 Î âëèÿíèè ìàãíèòíûõ è íåìàãíèòíûõ ïðèìåñåé íà ñâîéñòâà ÂÒÑÏ íà îñíîâå èòòðèÿ Äæ.Ã. Ñàíèêèäçå, Ð.Ã. Êîõðåèäçå, À.Í. Ìåñòâèðèøâèëè, Ã.À. Ìóìëàäçå, Ñ.Â. Îäåíîâ, Í.À. Ïàïóíàøâèëè, Ì.ß. ×óáàáðèÿ Èíñòèòóò êèáåðíåòèêè ÀÍ Ãðóçèè, óë. Ñ. Ýóëè, 5, ã. Òáèëèñè, 0186, Ãðóçèÿ E-mail: juniko@posta.ge Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 17 íîÿáðÿ 2004 ã. Èçó÷åíî âëèÿíèÿ ïðèìåñåé íà ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ñâåðõïðîâîäÿùåé êåðàìèêè YBa Cu O2 3 7��. Äëÿ ýòîãî áûëè èçãîòîâëåíû îáðàçöû èòòðèåâîé êåðàìèêè ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæà- íèåì ïðèìåñåé Ni, Zn, Co, Fe è Ga è äëÿ êàæäîãî îáðàçöà èçìåðåíû ñâåðõïðîâîäÿùàÿ ôðàê- öèÿ, íèçêî÷àñòîòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü â ïîñòîÿííîì âíåøíåì ïîëå, òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè â ñëàáîì ïîñòîÿííîì ïîëå. Ïîñëåäíÿÿ ïîçâîëÿåò áîëåå òî÷íî îïðå- äåëèòü êðèòè÷åñêóþ òåìïåðàòóðó (íà÷àëî ïåðåõîäà) íåçàâèñèìî îò ïåðêîëÿöèîííûõ ýôôåêòîâ. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ ïîêàçûâàþò áîëåå ñèëüíîå ïîäàâëåíèå ñâåðõïðîâîäÿùåãî ñîñòîÿíèÿ íåìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè, ÷òî ïîäòâåðæäàåò íàëè÷èå â ÂÒÑÏ ïàð â d-ñîñòîÿíèè. Ñòåïåíü ïî- äàâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäèìîñòè ìàãíèòíûìè ïðèìåñÿìè çàâèñèò îò ïðåäïî÷òèòåëüíîé ëîêàëèçà- öèè ïðèìåñåé â ÿ÷åéêàõ Cu(1) èëè Cu(2). Âèâ÷åíî âïëèâ äîì³øîê íà ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ íàäïðîâ³äíî¿ êåðàì³ö³ YBa Cu O2 3 7��. Äëÿ öüîãî áóëî âèãîòîâëåíî çðàçêè ³òð³ºâî¿ êåðàì³ö³ ç ð³çíèì âì³ñòîì äîì³øîê Ni, Zn, Co, Fe òà Ga ³ äëÿ êîæíîãî çðàçêà âèì³ðÿíî íàäïðîâ³äíó ôðàêö³þ, íèçüêî÷àñòîòíó ñïðèéíÿòëèâ³ñòü ó ñòàëî- ìó çîâí³øíüîìó ïîë³, òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü ìàãí³òíî¿ ñïðèéíÿòëèâîñò³ â ñëàáêîìó ñòàëîìó ïîë³. Îñòàííÿ äîçâîëÿº á³ëüø òî÷íî âèçíà÷èòè êðèòè÷íó òåìïåðàòóðó (ïî÷àòîê ïåðåõîäó) íå- çàëåæíî â³ä ïåðêîëÿö³éíèõ åôåêò³â. Ðåçóëüòàòè åêñïåðèìåíò³â ïîêàçóþòü á³ëüø ñèëüíå ïîäàâ- ëåííÿ íàäïðîâ³äíîãî ñòàíó íåìàãí³òíèìè äîì³øêàìè, ùî ï³äòâåðäæóº íàÿâí³ñòü ó ÂÒÍÏ ïàð â d-ñòàí³. Ñòóï³íü ïîäàâëåííÿ íàäïðîâ³äíîñò³ ìàãí³òíèìè äîì³øêàìè çàëåæèòü â³ä ïåðåâàãè ëî- êàë³çàö³¿ äîì³øîê ó êîì³ðêàõ Cu(1) àáî Cu(2). PACS: 74.72.Bk Ââåäåíèå Ïðèðîäà âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñâåðõïðîâîäèìî- ñòè â íàñòîÿùåå âðåìÿ âñå åùå ÿâëÿåòñÿ îáúåêòîì ìíîãî÷èñëåííûõ èññëåäîâàíèé. Åå ìåõàíèçìû ïîêà íåÿñíû, êàê è íåêîòîðûå ïðèíöèïèàëüíûå âîïðîñû, íàïðèìåð, îá îòíîñèòåëüíûõ âêëàäàõ s- è d-ñîñòîÿ- íèé. Â ðÿäå òåîðåòè÷åñêèõ ðàáîò ýòè àñïåêòû ñâåðõ- ïðîâîäèìîñòè ðàññìàòðèâàþò â ñâÿçè ñ âëèÿíèåì ïðèìåñåé Ni è Zn íà êðèòè÷åñêóþ òåìïåðàòóðó (â òàê íàçûâàåìûõ p-d ìíîãîçîííûõ ìîäåëÿõ). Ñ äðó- ãîé ñòîðîíû, ñóùåñòâóþò ïåðêîëÿöèîííûå ïîëÿðîí- íûå ìîäåëè, èç êîòîðûõ òàêæå ñëåäóåò çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû îò äîïèðîâàíèÿ Ni è Zn. Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ òî, ÷òî â íåêîòîðûõ ìîäå- ëÿõ ÂÒÑÏ p-òèïà âëèÿíèå ìàãíèòíûõ ïðèìåñåé ñëàáåå, ÷åì íåìàãíèòíûõ (â îòëè÷èå îò ÍÒÑÏ). Ýòîò ýôôåêò íàáëþäàåòñÿ â ýêñïåðèìåíòàõ. Â îáùåì ñëó÷àå âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ ïàðû ìîæåò áûòü çàïèñàíà â ôîðìå ïðîèçâåäåíèÿ äâóõ ñîìíîæè- òåëåé [1]: � �� ( ) ( )R r� , ãäå �( )R îïèñûâàåò äâèæåíèå öåíòðà ìàññ ñ êîîð- äèíàòîé R, à �( )r — äâèæåíèå ýëåêòðîíîâ âíóòðè ïàðû ñ îòíîñèòåëüíîé êîîðäèíàòîé r. Ìèêðîñêîïè÷åñêèå ñâîéñòâà ÂÒÑÏ, òàêèå êàê ñèììåòðèÿ ýíåðãåòè÷åñêîé ùåëè è êðèòè÷åñêèé òîê, îïðåäåëÿþòñÿ ôóíêöèåé �( )r . Êàê â îáû÷íûõ íèç- êîòåìïåðàòóðíûõ ñâåðõïðîâîäíèêàõ, òàê è â ÂÒÑÏ íà îñíîâå êóïðàòîâ ñïèí ïàðû ðàâåí íóëþ. Ýòî îç- íà÷àåò, ÷òî © Äæ.Ã. Ñàíèêèäçå, Ð.Ã. Êîõðåèäçå, À.Í. Ìåñòâèðèøâèëè, Ã.À. Ìóìëàäçå, Ñ.Â. Îäåíîâ, Í.À. Ïàïóíàøâèëè, Ì.ß. ×óáàáðèÿ, 2005 � � �( ) ( ) ( ) ( )r r r� � � �1 l , ãäå l = 0, 2, 4,... (s, d, g — âîëíîâûå ñîñòîÿíèÿ). Â êëàññè÷åñêèõ ñâåðõïðîâîäíèêàõ l = 0 (s-ñîñòîÿ- íèå), òàê ÷òî ôóíêöèÿ �( )r èçîòðîïíà ñ ìàêñèìó- ìîì ïðè r � 0 è èìååòñÿ èçîòðîïíàÿ ýíåðãåòè÷åñêàÿ ùåëü. Åñëè l = 2, òî �( )r îïèñûâàåò d-ñîñòîÿíèå è ïðåîáðàçóåòñÿ ïî çàêîíó x y2 2� , ãäå x è y — îñè, ñîîòâåòñòâóþùèå ñâÿçÿì Cu–O â ïëîñêîñòè CuO2. Âïåðâûå âîçìîæíîñòü d-ñèììåòðèè â ÂÒÑÏ áû- ëà ïðîàíàëèçèðîâàíà Ñêàëàïèíî [2]. Èññëåäîâàíèÿ ïîñëåäíèõ ëåò ïîêàçàëè, ÷òî â ÂÒÑÏ ùåëü â k-ïðî- ñòðàíñòâå ñèëüíîàíèçîòðîïíà, ÷òî íå ñîîòâåòñòâóåò s-ñîñòîÿíèþ. Ïî-âèäèìîìó, ùåëü â ÂÒÑÏ èìååò dx y2 2� -ñèììåòðèþ. Ñèììåòðèÿ âîëíîâîé ôóíêöèè ñóùåñòâåííî âëèÿåò íà ðàññåÿíèå íîñèòåëåé òî÷å÷- íûìè äåôåêòàìè, ëåæàùèìè â ïëîñêîñòè CuO2. Â ïðîòèâîïîëîæíîñòü ñëó÷àþ s-ñîñòîÿíèÿ íåìàãíèò- íûå ïðèìåñè ñèëüíî ðàçðóøàþò dx y2 2� -óïîðÿäî÷å- íèå, ÷òî, åñòåñòâåííî, ïðèâîäèò ê ñèëüíîìó ïîäàâ- ëåíèþ ñâåðõïðîâîäèìîñòè. Ïåðâûå ýêñïåðèìåíòû [3] ïî èññëåäîâàíèþ âëèÿ- íèÿ ïðèìåñåé ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ íà ñâåðõïðî- âîäèìîñòü â ñèñòåìå Y–Ba–Cu–O ïîêàçàëè, ÷òî íåìàãíèòíûå ïðèìåñè (Zn) ñèëüíåå ïîäàâëÿþò ñâåðõïðîâîäèìîñòü, ÷åì ìàãíèòíûå (Ni). Àíàëî- ãè÷íîå âëèÿíèå îêàçûâàþò ïðèìåñè è íà ñâåðõïðî- âîäíèêè ñèñòåìû La–Sr–Cu–O [4,5]. Ýòè ýêñïå- ðèìåíòû ñòèìóëèðîâàëè ñåðüåçíûå òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû, ïîñâÿùåííûå âûÿñíåíèþ âëèÿíèÿ ìàãíèò- íûõ è íåìàãíèòíûõ ïðèìåñåé íà ÂÒÑÏ [6–10]. Â ìíîãîýëåêòðîííîé ìíîãîçîííîé ìîäåëè Îâ÷èííè- êîâ [6,7] äåòàëüíî èññëåäîâàë âëèÿíèå ïðèìåñåé íà êðèòè÷åñêóþ òåìïåðàòóðó Tc. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî â ñèñòåìàõ ñ p-òèïîì ïðîâîäèìîñòè ïðèìåñü Zn îáóñ- ëîâëèâàåò ýëåêòðîííîå äîïèðîâàíèå, ÷òî ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ äîïîëíèòåëüíûõ ñîñòîÿíèé âíóò- ðè ùåëè, â òî æå âðåìÿ ïðèìåñü Ni ñîçäàåò äîïîë- íèòåëüíîå äûðî÷íîå äîïèðîâàíèå. Ïîñêîëüêó îñ- òàòî÷íîå ñîïðîòèâëåíèå âîçíèêàåò ïðè ðàññåÿíèè íîñèòåëåé íà ïðèìåñÿõ, ñíèæåíèå Tc îêàçûâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíûì ðîñòó îñòàòî÷íîãî ñîïðîòèâëå- íèÿ �res . Èç ðàñ÷åòà ñëåäóåò, ÷òî äëÿ p-òèïà ÂÒÑÏ � �res resZn Ni( ) ( )�� . Äëÿ ìàëûõ êîíöåíòðàöèé ïðè- ìåñåé dT /dx dT /dx c c ( ) ( ) ( ) ( ) Ni Zn Ni Zn res res � � � . Àíàëèç ïîäàâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäèìîñòè dx y2 2� - òèïà â ÂÒÑÏ Y(1-2-3) ïðè çàìåùåíèè Cu íà Zn ïî- êàçûâàåò [8], ÷òî ðàññåÿíèå íà ïðèìåñÿõ Ni â ñèñòå- ìàõ ñ p-òèïîì ïðîâîäèìîñòè çíà÷èòåëüíî ñëàáåå, ÷åì íà ïðèìåñÿõ Zn, òàê êàê îíî èìååò íåðåçîíàíñ- íûé õàðàêòåð. Ïðè n-òèïå ïðîâîäèìîñòè ìû èìååì ïðîòèâîïîëîæíûé ñëó÷àé. Äëÿ äåòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ äàííîé ñèòóàöèè áû- ëè èçó÷åíû ñâåðõïðîâîäÿùèå ñâîéñòâà ñïåöèàëüíî ïðèãîòîâëåííûõ îáðàçöîâ YBa Cu M O2( )1 3 7� �x x �, â êîòîðûõ ìåäü áûëà ÷àñòè÷íî çàìåùåíà äðóãèì ìå- òàëëîì (M = Zn, Ni, Co, Fe, Ga) â ðàçëè÷íûõ êîí- öåíòðàöèÿõ. Ìåòîäèêà èçìåðåíèÿ Ñèíòåç êåðàìèêè âûïîëíåí ïðè òåìïåðàòóðå 950 �C â òå÷åíèå 30 ÷àñîâ: 20 ã ðåàêöèîííîé ñìåñè îòæèãàëè â àëóíäîâûõ ôîðìàõ. Èñõîäíûå ìàòåðèà- ëû: õèìè÷åñêè ÷èñòûå îêñèäû Y2O3, CuO, ZnO, Ni2O3, Co3O4, Fe2O3, Ga2O3 è êàðáîíàò BaCO3. Êîìïîíåíòû áûëè ïðåäâàðèòåëüíî âûñóøåíû ïðè 150 �C â òå÷åíèå 4 ÷àñîâ. Èç ãîòîâûõ ïîðîøêîâ ïðåññîâàëè òàáëåòêè ïîä äàâëåíèåì 900 ÌÏà, êîòî- ðûå çàòåì îòæèãàëè ïðè 950 �C â òå÷åíèå 5 ÷àñîâ. Â ãîòîâûõ îáðàçöàõ ïðåäâàðèòåëüíî èçìåðÿ- ëè íèçêî÷àñòîòíóþ ìàãíèòíóþ âîñïðèèì÷èâîñòü (äåéñòâèòåëüíóþ ÷àñòü) âî âíåøíåì ïîñòîÿííîì ìàãíèòíîì ïîëå 0–3 êÝ. Ýòè èçìåðåíèÿ ïîìèìî çà- âèñèìîñòè ( )H ïîçâîëÿëè êîëè÷åñòâåííî îïðåäå- ëèòü ñâåðõïðîâîäÿùóþ ôðàêöèþ xs îáðàçöîâ, êàê îáúåìíóþ, òàê è ìàññîâóþ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, çàâè- ñèìîñòü ôðàêöèè xs îò êîíöåíòðàöèè ïðèìåñåé äàåò âîçìîæíîñòü êîëè÷åñòâåííî ñóäèòü î ïîäàâëåíèè ñâåðõïðîâîäÿùåãî ñîñòîÿíèÿ ïðèìåñÿìè è ñðàâíèòü ðåçóëüòàòû ñ òåîðåòè÷åñêèìè ìîäåëÿìè. Ïðîâåäåíû òàêæå ìàãíèòíûå èçìåðåíèÿ â ïî- ñòîÿííîì ñëàáîì ïîëå â èíòåðâàëå îò òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ æèäêîãî àçîòà äî êðèòè÷åñêîé, ÷òî ïîçâî- ëèëî îïðåäåëèòü, â ÷àñòíîñòè, çàâèñèìîñòü êðèòè÷å- ñêîé òåìïåðàòóðû îò êîíöåíòðàöèè ïðèìåñåé. Èçìå- ðåíèÿ ïðîâåäåíû ñ ïîìîùüþ âèáðîìàãíèòîìåòðà â ñïåöèàëüíîì êðèîñòàòå äëÿ ïðîìåæóòî÷íûõ òåìïå- ðàòóð [11]. Òåìïåðàòóðó èçìåðÿëè òåðìîìåòðîì ñî- ïðîòèâëåíèÿ ñ òî÷íîñòüþ íå õóæå 0,1 Ê. Ïîëó÷åííûå çàâèñèìîñòè äàþò âîçìîæíîñòü îöå- íèòü ñòåïåíü ïîäàâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäèìîñòè ïðèìå- ñÿìè è âûÿñíèòü âëèÿíèå íà ýòîò ýôôåêò íàëè÷èÿ èëè îòñóòñòâèÿ ìàãíèòíîãî ìîìåíòà ó ïðèìåñè. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ Íèæå ïðèâåäåíû íåêîòîðûå èç ïîëó÷åííûõ ðå- çóëüòàòîâ. Íà ðèñ. 1 äàíû çàâèñèìîñòè ìàãíèòíûõ âîñïðèèì÷èâîñòåé äëÿ îáðàçöîâ ñ íåìàãíèòíîé ïðè- ìåñüþ Zn (ðèñ. 1,à) è ìàãíèòíîé ïðèìåñüþ Ni (ðèñ. 1,á) äëÿ ðàçëè÷íûõ êîíöåíòðàöèé ïðèìåñåé, à íà ðèñ. 2 — çàâèñèìîñòü îòíîøåíèÿ ñâåðõïðîâîäÿ- ùåé ôðàêöèè îáðàçöà ê ôðàêöèè êîíòðîëüíîãî îá- ðàçöà x /xs s0 â çàâèñèìîñòè îò àòîìíîãî èíäåêñà ïðèìåñè. Íà ðèñ. 1 âèäíî, ÷òî óæå â ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ ïîëÿõ ñëàáûå ñâÿçè ïî÷òè ïîëíîñòüþ Î âëèÿíèè ìàãíèòíûõ è íåìàãíèòíûõ ïðèìåñåé íà ñâîéñòâà ÂÒÑÏ Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 6 641 ïîäàâëåíû âíåøíèì ïîëåì è ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì- ÷èâîñòü ïðàêòè÷åñêè îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî äèàìàãíå- òèçìîì, ñâÿçàííûì ñî ñâåðõïðîâîäÿùèìè ãðàíóëà- ìè è ïî÷òè íå çàâèñèò îò ïîëÿ âïëîòü äî 3 êÝ. Ñ ïî- ìîùüþ ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 1 êðèâûõ îêàçûâàåòñÿ âîçìîæíûì îïðåäåëèòü çàâèñèìîñòü ñâåðõïðîâîäÿ- ùåé ôðàêöèè îáðàçöîâ îò ñîîòâåòñòâóþùåãî àòîìíî- ãî èíäåêñà ïðèìåñè (ðèñ. 2), ÷òî äåëàåòñÿ ïóòåì ýêñ- òðàïîëÿöèè êàñàòåëüíîé ê ôóíêöèè �4 ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ ïîëÿ ê íóëåâîìó ïîëþ [12]. Çàâèñèìîñòè íà ðèñ. 2 äëÿ Co, Fe è Ga ñóùåñò- âåííî îòëè÷àþòñÿ îò ñîîòâåòñòâóþùèõ êðèâûõ äëÿ Ni è Zn îòñóòñòâèåì êàê íà÷àëüíîãî ðåçêîãî ñïàäà, òàê è ïëàòî ïðè ïðîìåæóòî÷íûõ êîíöåíòðàöèÿõ ïðèìåñåé. Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû êîíöåíòðàöèîííûå çàâèñè- ìîñòè «ìàãíèòíîé» êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû Òñm (îïðåäåëåííîé èç èçìåðåíèé ìàãíèòíîé âîñïðèèì- ÷èâîñòè â ñëàáîì ïîñòîÿííîì ïîëå) äëÿ ðàçëè÷íûõ ïðèìåñåé. Â ýòîì ñëó÷àå çàâèñèìîñòè äëÿ Co, Fe ãî- ðàçäî ñëàáåå, ÷åì äëÿ Ni è Zn, îñîáåííî ïðè ìàëûõ êîíöåíòðàöèÿõ ïðèìåñåé. Íà ðèñ. 2 è 3 âèäíî, ÷òî ïðèìåñü Zn ïîäàâëÿåò ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå íàìíîãî ñèëüíåå, ÷åì ïðèìåñè Ni, Fe è Co. Ìàãíèòíûé ìåòîä îïðåäåëåíèÿ êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû áûë âûáðàí ïî òîé î÷å- âèäíîé ïðè÷èíå, ÷òî ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü òî÷êó âîçíèêíîâåíèÿ ñâåðõïðîâîäÿùåé ôàçû, â îòëè÷èå îò ðåçèñòèâíîãî ìåòîäà, îïðåäåëÿþùåãî ëèøü òî÷êó ïîÿâëåíèÿ ñëàáûõ ñâÿçåé ìåæäó ãðàíóëàìè, îáåñïå- 642 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 6 Äæ.Ã. Ñàíèêèäçå è äð. 0 0 0,5 0,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 2,5 2,5 H , êÝ H , êÝ 1,0 1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 – 4 ’ – 4 ’ à á x = 0 0,001 0,001 0,005 0,005 0,007 0,02 0,01 0,03 0,01 x = 0 Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü íèçêî÷àñòîòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè îáðàçöîâ YBa Cu Zn O2 3–x x 7�� (à) è YBa Cu Ni O2 3–x x 7�� (á) îò ïîñòîÿííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ êîí- öåíòðàöèé ïðèìåñåé. × × × ×0 0,040,02 1,0 0,5 X / X s s0 x Co Fe Ga Zn Ni Ðèñ. 2. Îòíîøåíèå ñâåðõïðîâîäÿùåé ôðàêöèè â îáðàç- öàõ ê ôðàêöèè êîíòðîëüíîãî îáðàçöà â çàâèñèìîñòè îò êîëè÷åñòâà ïðèìåñåé. ÷èâàþùèõ ïåðêîëÿöèîííîå ïðîõîæäåíèå ñâåðõïðî- âîäÿùåãî òîêà. Òî÷êà, îïðåäåëåííàÿ ðåçèñòèâíûì ìåòîäîì, îòðàæàåò íå âîçíèêíîâåíèå ñâåðõïðîâîäè- ìîñòè, à ïîäàâëåíèå ñëàáûõ ñâÿçåé â îáðàçöå, ÷òî îïðåäåëÿåòñÿ íàìè íåïîñðåäñòâåííî ïðè èçìåðåíèè íèçêî÷àñòîòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè âî âíåøíåì ïîñòî- ÿííîì ïîëå. Òàêèì îáðàçîì, â ñëó÷àÿõ Ni, Fe è Co ìû ìîæåì âèäåòü, ÷òî òî æå êîëè÷åñòâî ïðèìåñåé ñíèæàåò êðè- òè÷åñêóþ òåìïåðàòóðó ñëàáåå, ÷åì â ñëó÷àå Zn, ÷òî åùå ðàç ïîäòâåðæäàåò ñïðàâåäëèâîñòü ìîäåëåé ñâåðõïðîâîäèìîñòè, îñíîâàííûõ íà âêëàäå d-ñî- ñòîÿíèÿ. Ðàçíèöà âî âëèÿíèè ïðèìåñåé, âèäèìî, ìîæåò áûòü êà÷åñòâåííî îáúÿñíåíà òåì ôàêòîì, ÷òî â ñâåðõïðîâîäíèêàõ p-òèïà ïðèìåñè Ni, Fe è Co óâå- ëè÷èâàþò ÷èñëî íîñèòåëåé (äûðîê), â òî âðåìÿ êàê Zn è Ga óâåëè÷èâàþò êîëè÷åñòâî ýëåêòðîíîâ, ÷òî ñîçäàåò äîïîëíèòåëüíûå óðîâíè âíóòðè ùåëè. Ýòî âåäåò ê ðàçëè÷íîìó ðåçîíàíñíîìó ðàññåÿíèþ íîñè- òåëåé íà ïðèìåñÿõ, êîòîðîå ñëàáåå â ñëó÷àå ïàðàìàã- íèòíûõ ïðèìåñåé [6–8], è, ñîîòâåòñòâåííî, ê ðàç- ëè÷íîìó ïîíèæåíèþ êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû â îáîèõ ñëó÷àÿõ. Ðàçíàÿ ñòåïåíü âëèÿíèÿ íåìàãíèòíûõ ïðèìåñåé (Zn è Ga), âèäèìî, ñâÿçàíà ñ òåì îáñòîÿòåëüñòâîì, ÷òî îíè ñ ðàçëè÷íîé âåðîÿòíîñòüþ çàíèìàþò ÿ÷åéêè Cu(1) è Cu(2): Zn2+ âñåãäà çàíèìàåò ÿ÷åéêè Cu(2), à Ga — êàê Cu(1), òàê è Cu(2). Çàìåíà Cu â ïëîñêî- ñòÿõ CuO2 ñèëüíåå ïîäàâëÿåò ñâåðõïðîâîäèìîñòü, òîãäà êàê â öåïî÷êàõ ïîäàâëåíèå ñâÿçàíî ñ ïåðå- ñêîêîì íîñèòåëåé. Èîíû Ga3+ ïîäàâëÿþò ñâåðõïðî- âîäèìîñòü áîëüøå, ÷åì ìàãíèòíûå ïðèìåñè 3d-ýëå- ìåíòîâ, êîòîðûå èìåþò ðàçëè÷íûå ïðåäïî÷òåíèÿ â îòíîøåíèè ÿ÷ååê Cu [13–15]. Èîíû Co3+ ïðåäïî÷è- òàþò Cu(1), òîãäà êàê Ni3+ — ÿ÷åéêè Cu(2), èîíû æå Fe ìîãóò çàìåùàòü îáå ÿ÷åéêè, ïîýòîìó ñòåïåíü ïîäàâëåíèÿ èìè òàêæå ðàçëè÷íàÿ â çàâèñèìîñòè îò ïðåäïî÷òèòåëüíîãî çàïîëíåíèÿ ÿ÷ååê â ïëîñêîñòÿõ èëè öåïî÷êàõ. Ñíèæåíèå ñâåðõïðîâîäÿùåé ôðàêöèè â îáðàçöàõ òàêæå ðàçëè÷íî, ÷òî äîëæíî ïðèâîäèòü ê äîïîëíè- òåëüíîìó ñíèæåíèþ êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû, èç- ìåðåííîé ïî ñîïðîòèâëåíèþ, â ñîîòâåòñòâèè ñ ïåð- êîëÿöèîííîé ìîäåëüþ, êîòîðàÿ â èçâåñòíîé ñòåïåíè íå çàâèñèò îò ìåõàíèçìà ñâåðõïðîâîäèìîñòè. Çàêëþ÷åíèå Èç íàøèõ ýêñïåðèìåíòîâ ñëåäóåò, ÷òî ìàãíèòíàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà â ñëó÷àå ïðèìåñåé Ni è Zn èçìåíÿåòñÿ òàê, ÷òî dT /dx dT /dx c c ( ) ( ) Ni Zn � 1 3 . Ýòî õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ òåîðèåé d-cîñòîÿíèÿ. Âëèÿíèå íåìàãíèòíûõ Zn è Ga íà òåìïåðàòóðó ïåðå- õîäà çàìåòíî ñèëüíåå, ÷åì ìàãíèòíûõ ïðèìåñåé. Ðàçíàÿ ñòåïåíü ïîäàâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäèìîñòè ïðè- ìåñÿìè Ni, Co è Fe, ïî-âèäèìîìó, ñâÿçàíà ñ ðàçëè÷- íîé ñòåïåíüþ ïðåäïî÷òåíèÿ èìè ÿ÷ååê Cu(1) èëè Cu(2), êàê îòìå÷àëàñü âûøå. Îäíàêî îñòàþòñÿ îò- êðûòûìè âîïðîñû î äåòàëÿõ ìåõàíèçìà ïîäàâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäèìîñòè, çàâèñÿùèõ îò çîííîé ñòðóêòó- ðû, ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé íà ïîâåðõíîñòè Ôåðìè, êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé è äð. Äëÿ âûÿñíåíèÿ ýòèõ âîïðîñîâ íåîáõîäèìî, â ÷àñòíîñòè, èìåòü äàííûå î âëèÿíèè ïðèìåñåé íà ÂÒÑÏ n-òèïà. Ýòè è äðóãèå ìîìåíòû, êîòîðûå èíòåíñèâíî èññëåäóþòñÿ â íà- ñòîÿùåå âðåìÿ, áóäóò îáúåêòîì ïîñëåäóþùèõ ðàáîò. Áîëåå äåòàëüíûé àíàëèç ýòîãî âîïðîñà áóäåò ïðîâå- äåí ïîñëå îêîí÷àíèÿ öèêëà èçìåðåíèé, íåîáõîäèìûõ äëÿ áîëåå ãëóáîêîãî èçó÷åíèÿ äàííîé ïðîáëåìû. 1. K.A. Müller and H. Keller, in: High-Tc Supercon- ductivity 1996: Ten Years after Discovery, p. 7, Klu- wer Acad. Publ, North Holland (1997). 2. D.J. Scalapino, Phys. Rep. 250, 329 (1995). Î âëèÿíèè ìàãíèòíûõ è íåìàãíèòíûõ ïðèìåñåé íà ñâîéñòâà ÂÒÑÏ Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 6 643 × × × × × 92 90 88 86 84 82 80 0 0,01 0,02 0,03 x T , Ê cm Zn Ni Ga Fe Co Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû îò ñîäåð- æàíèÿ ïðèìåñåé â îáðàçöàõ. 3. Gang Xiao, F.H. Streitz, A. Gavrin, Y.W. Du, and C.L. Chien, Phys. Rev. B35, 8782 (1987). 4. Gang Xiao, Morta Z. Cieplak, J.Q. Xiao, and C.L. Chien, Phys. Rev. B42, 8752 (1990). 5. G.L. Basilia, G.A. Kharadze, K.A. Kvavadze, M.N. Nadareishvili, and D.F. Brewer, ÔÍÒ 24, 726 (1998). 6. C.Ã. Îâ÷èííèêîâ, ÔÒÒ 37, 3645 (1995). 7. C.Ã. Îâ÷èííèêîâ, ÔÒÒ 41, 596 (1999). 8. L.S. Bozkovski and P.J. Hirchfeld, Phys. Rev. B49, 15404 (1994). 9. O. Mihailovic, V.V. Kabanov, and K.A. Müller, ñond. mat./0111083, v.1, No. 6 (2001). 10. T. Xiang, I.H. Su, C. Panagopoulos, Z.B. Su, and L. Yu, cond. mat./0111083, v.1, May 29 (2002). 11. Ä.Ã. Ñàíèêèäçå, Ñ.Â. Îäåíîâ, Ð.Ã. Êîõðåèäçå, Î.Å. Ìîäåáàäçå, Ð.À. Òàòóëîâ, Í.Ã. Áèðêàÿ, Ñâåðõïðîâî- äèìîñòü 4, 1218 (1991). 12. J. Sanikidze, S. Odenov, R. Kokhreidze, G. Mumladze et al., Proceedings of Tbilisi University, 333, Physics 34, 4 (1999). 13. T.J. Kistenmacher, Phys. Rev. B38, 8862 (1988). 14. R.S. Howland, T.H. Geballe, S.S. Laderman, A. Fi- scher-Colbrie, M. Scott, J.M. Tarascon, and P. Bar- boux, Phys. Rev. B39, 9017 (1989). 15. A. Dogra, S. Rayaprol, N. Shah et al., cond.mat./0404558 (2004). On the influence of magnetic and nonmagnetic impurities on Y-based HTSC J.G. Sanikidze, R.G. Kokhreidze, A.N. Mestvirishvili, G.A. Mumladze, S.V. Odenov, N.A. Papunashvili, and M.Ya. Chubabria In order to study the influence of doping on the physical properties of the superconducting ceramics YBa Cu O2 3 7��, the ceramics samples with different contents of Ni, Zn, Co, Fe and Ga were made. The superconducting fraction, the low-fre- quency susceptibility in a constant external field and the temperature dependence of magnetic sus- ceptibility in a weak constant field were mea- sured for each sample. The latter parameter permits the critical temperature (the transition onset to be determined) more precisely independ- ently of percolation effects. The experimental re- sults show a stronger suppression of the super- conducting state by the nonmagnetic impurities, supporting the existence of d-state pairs in HTSC. The suppression of superconductivity by the magnetic impurities depends on preferential localization of the magnetic ions in the Cu(1) or Cu(2) cells. 644 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2005, ò. 31, ¹ 6 Äæ.Ã. Ñàíèêèäçå è äð.

О влиянии магнитных и немагнитных примесей на свойства ВТСП на основе иттрия

Institution

Ähnliche Einträge