Косвенные взаимодействия ядерных спинов в сверхпроводящих оксидах Ba(Pb,Bi)O3 : исследования методами двойного ядерного магнитного резонанса

• Автор: Оглобличев, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ ОКСИДОВ ВаРЬ, лВй03

1.1. Кристаллическая структура

1.2. Электронные свойства

1.3. Модели электронного строения оксидов ВаРЬ|.хВ1хОз

1.4. Ядерный магнитный резонанс в оксидах ВаРЬ^ВцОз

1.5. Спин-спиновые взаимодействия ядер в металлах

1.6. Задачи исследования

ГЛАВА 2. ДВОЙНОЙ РЕЗОНАНС СПИНОВОГО ЭХА (БЕИОИ)

2.1. Квантовомеханическое описание формирования сигнала спинового эха

2.2. Квантовомеханическое описание формирования сигнала БЕ0011

2.3. Запись спектров методом двойного резонанса спинового эха
ГЛАВА 3. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Блок-схема двухканального спектрометра ЯМР
3.2. Резонансная ячейка для экспериментов по двойному резонансу
3.3. Блок согласования приемно-передающего тракта
3.4. Регистрация спектров ЯМР
3.5. Оболочка «VinPulse». Генерация импульсных последовательностей спинового эха и БЕООЯ
3.6. Образцы
3.7. Параметры двойного |70 - 207РЬ резонанса спинового эха
3.8. Выводы
ГЛАВА 4. СПЕКТРЫ ЯМР |70 В ОКСИДАХ ВаРЬ, _Ж03
4.1. Тонкая структура спектров ЯМР
4.2. Спектры ЯМР 170 атомов кислорода с различным ближним катионным окружением в оксиде ВаРЬощВцняОз
4.3. Выводы
ГЛАВА 5. КОСВЕННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЯДЕР СВИНЦА И КИСЛОРОДА В ОКСИДАХ ВаРЬ,.ЖОэ
5.1. Гомоядерное косвенное взаимодействие 207РЬ- 207РЬ
5.2. Гетероядерное косвенное взаимодействие 170 - 207РЬ
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. СПЕКТРЫ ЯМР 207РЬ В ОКСИДАХ ВаРЬ,.ЖОз
6.1. Спектры ЯМР 207РЬ
6.2. Сдвиг Найта 207РЬ
6.3. Особенности ХтоДТ) в оксиде ВаРЬо^ЫодзОз
6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В 1974 году Слэйтом [1] были получены твердые растворы BaPb | -ABixC>3 (ВРВО) со структурой перовскита, имевшие (на тот момент) при х = 0,25 наиболее высокую температуру перехода В сверхпроводящее состояние Тс.тах = 13 К среди веществ, не содержащих атомов переходных элементов.
Общефизический интерес к этой системе обусловлен ее уникальными свойствами, связанными с аномально малой для сверхпроводника плотностью состояний электронов на поверхности Ферми, N(Ef), наличием концентрационного перехода сверхпроводящий металл - диэлектрик, а также с зарядовыми флуктуациями (Bi4+8/Bi4'5) в катионной подрешетке, возникающими вследствие неустойчивости валентного состояния Bi4+ ионов висмута.
Основное внимание исследователей было сконцентрировано на выяснении особенностей электронных состояний в зоне проводимости оксидов ВРВО, приводящих к аномально высоким значениям критической температуры сверхпроводящего перехода Тс. Область сверхпроводящих составов находится вблизи концентрационного перехода металл - полупроводник (хм„ ~ 0,36), происходящего с ростом концентрации атомов висмута. Оценки Тс с использованием данных электронной теплоемкости о плотности состояний вблизи энергии Ферми и дебаевского приближения для фононного спектра приводят к значению критической температуры Тс,рот ~ 2 К, существенно меньшему, чем наблюдаемое в эксперименте [2-4].
Согласно данным рентгеновской и фотоэлектронной спектроскопии [5-7], в электронном спектре оксидов (х > 0,20) вблизи Ер возникает псевдощелсвая особенность, развитие которой в полупроводниковых составах завершается формированием реальной щели на волновых векторах q « nia, где а - параметр элементарной ячейки перовскита. Сравнительно малая плотность носителей тока (п ~ 1021 см'3), зарядовые флуктуации ионов висмута могут способствовать развитию неустойчивости однородного по кристаллу состояния электронной системы в оксидах металлической фазы [8]. В связи с этим многие исследователи указывают на важную роль коротковолновых зарядовых флуктуаций антисегнетоэлектрического типа в усилении электрон-фононного взаимодействия в металлической фазе оксида.
К сожалению, основной объем экспериментальных данных [2, 9] относится к средним значениям параметров, описывающих состояние электронной системы и
coax С«,
L образец С'н
coax
ІМтт^ЛМ
s(i I

Рисунок 3.2 - Схема однокатушечной резонансной ячейки двойного резонанса.
Рисунок 3.3 - Практическая реализация однокатушечной резонансной ячейки двойного резонанса (продольный разрез).
1) ампула с образцом;
2) катушка;
3) рабочий диск (фторопласт);
4) термопара;
5) четвертьволновой отрезок коаксиального кабеля;
6) переменный конденсатор С'й„;
7) переменный конденсатор С,,,,;
8) переменный керамический конденсатор С'вч
9) переменный керамический конденсатор С'нч;
10) скользящее заземление экрана коаксиального кабеля;
11) внешний экран (медь);
12) коаксиальный кабель;
13) стержни для регулирования емкости конденсаторов Снч и Свч;
14) регулировочные ручки;
вч - высокая частота нч - низкая частота