Транспортные и магнитные свойства слоистых сверхпроводников: оксипниктидов, халькогенидов и оксикарбонатов

• Автор: Садаков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 84 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Магнитные, транспортные и термодинамические свойства сверхпроводящих оксипниктидов железа
ОёРеАзОхЕ]^, ОсіЕєАбОх, ЕиГеАзОД^Ух
ГЛАВА 2. Поиск новых структурных моделей железосодержащих высокотемпературных
сверхпроводников
Г ЛАВА 3. Свойства сверхпроводящих монокристаллов
слоистого оксикарбоната висмута Ві28г4Си2СОз
ГЛАВА 4. Свойства сверхпроводящих монокристаллов
халькогенида железа ГеБе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Открытие сверхпроводимости в допированном фтором соединении ЬаРеАэО с температурой сверхпроводящего перехода, Тс, около 26К [1] вызвало огромный интерес многочисленных исследовательских групп. Опубликованные вскоре работы показали, что замена иона Ьа на ион других редкоземельных элементов значительно увеличивает температуру сверхпроводящего перехода. Таким образом, стало очевидно, что открыт принципиально новый класс высокотемпературных сверхпроводников с общей формулой КЕГеЛьО (класс «1111»), содержащих в своем составе железо. В этих соединениях допирование фтором (КЕРеАзОі-хРх) несверхпроводящего материнского соединения (ЛЕРєАбО) приводит к сверхпроводимости при температурах, для КЕ= N6 -53К [2], для Рг - 52ІС [3], для Бт - 55К [4], для Об - 53К [5], для Бу - 52К [6], для Се - 41К[7], для ТЬ - 48К [8], для Ей - 11К [9].
Вскоре стало ясно, что допирование фтором не является единственным способом получения сверхпроводимости в соединениях семейства «1111». Схожие по величине температуры сверхпроводящих переходов были получены для образцов с недостатком кислорода, т.е. для соединений РЕРеАзОі_х. Полученные таким образом критические температуры Тс составляют: 28К для Ьа [10], 42К для Се [11], 55К для Бт, 53.5К для N6, 49 К для Рг [12]. В ряде работ [13, 14] сверхпроводимость была получена в соединении АЕєі-хСохАбО (А= Ба, Бш), при замещении железа кобальтом. Высокие значения Тс были получены при замещении редкой земли в слоях ІІЕО, например, в Об^ТІїхРеАзО [15] Тс = 56К.
При комнатной температуре соединения «1111» кристаллизуются в тетрагональной пространственной группе Р4/птт. Слои БеЛь чередуются со слоями Б1ЕО (рисунок 1а). Чередующиеся слои напоминают структуру купратов -

другого класса высокотемпературных сверхпроводников, где слои с редкоземельными ионами чередуются со слоями СиО.
о в 0*
Ва(К)Ре^з3 (122) (Ь) о ©-«—-Ва О 0 © 4 <о * г с 6 6 в О © 0 а _ . с 6 ? 6 реАэ в о о о о
Яеве (11) (С) 0 о 1 о 6 РеАэ о 4 ©
иРеАз^М) (сі) 0 ф * ' РеАэ О . Сі о ф ° 1 ^ 4 О о? о
. 8г4М20^е7Аз2 (42622) (е) РеАз V*'1а ^ Эг4м206 V ъа
Рисунок 1. Структура железосодержащих высокотемпературных сверхпроводников.

при переходе от Sr2Fe03Cl к Sr2CuFe03S. Это указывает на то, что блок [Ae2Fe03]+ является относительно жестким, и возможно его встраивание как в структуру оксогалогенидов, так и оксохалькогенидов. В случае длин связей Са-0 ситуация другая, они существенно изменяются при переходе от Ca2Fe03Cl к Ca2CuFe03S. Распределение длин связей в Ca2Fe03Cl шире, по сравнению как с Sr2CuFe03S, так и с Ca2CuFe03Ch. Наблюдается небольшое увеличение всех длин связей Са-О при переходе от сульфида к соответствующему селениду, так же как и удлинение связей Cu-S при переходе от Ca2CuFe03S к Sr2FeCu03S. Это может быть объяснено увеличением параметра а элементарной ячейки при замене Са на Sr или S на Se.
Анализируя данные Таблицы 2, можно заключить, что характерной чертой соединений, содержащих анти-флюоритные блоки [Cu2X2] (X = халькоген или пникоген), является необычно высокий параметр атомного смещения для катиона Си+. Это дает основания предположить небольшую нестихиометрию в этой позиции. Этот вопрос был предметом длительного изучения, и недавно было показано, что нестехиометрия связана с уходом ионов меди, возникающим во влажной атмосфере [45]. Высокий параметр атомного смещения Си в структурах Ca2CuFe03Ch, вероятно, иллюстрирует то же самое явление.
Измерение магнитных и транспортных свойств
Магнитные измерения проводились с использованием АС-магнитометра PPMS фирмы Quantum Design. В магнитометре переменного поля, когда вариация потока достигается вариацией внешнего наводящего поля, а образец остается неподвижным, магнитный момент образца следует циклу внешнего поля. Для удаления сигнала в катушке, связанного с переменным внешним полем в детектирующую цепь включена вторая катушка, идентичная первой, но намотанная «навстречу». При таком обнулении, сигнал, снятый с катушки связан исключительно с изменением магнитного момента образца, вызванного внешним