Исследование бозе-конденсации куперовских пар в решетках металлоксидов меди методом эмиссионной мессбауэровской спектроскопии

• Автор: Хазем Махмуд Али Дарвиш
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 91 с. : ил

Оглавление
Введение
1. МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БОЗЕ-КОНДЕНСАЦИИ КУПЕРОВСКИХ ПАР В СВЕРХПРОВОДНИКАХ

1.1. С верхпроводимость

1.1.1. Фундаментальные свойства сверхпроводников

1.1.2. Принципы теории БКШ

1.1.3. Роль примесей

1.1.4. Высокотемпературные сверхпроводники

1.2. Мессбауэровская спектроскопия

1.2.1. Основные параметры мессбауэровских спектров

1.2.2. Особенности эмиссионной мессбауэровской спектроскопии
1.2.3. Применение мессбауэровской спектроскопии для исследования бозе-конденсации куперовских пар в сверхпроводниках
1.3. Постановка задачи исследования
2. МЕТОДИКА МЕССБАУЭРОВСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Изотопы 67Си(67гп) и 670а(67гп)
2.2. 2.2.Расчет спектра атомов отдачи
2.3. Получение радиоактивных изотопов и мессбауэровских источников
2.4. Мессбауэровский спектрометр
3. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДВУХЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕНТРОВ ЦИНКА С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЭНЕРГИЕЙ МЕТОДОМ ЭМИССИОННОЙ МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ НА ИЗОТОПЕ 67Са(67гп)
3.1. Введение
3.2. Двухэлектронные центры цинка в кремнии (обзор литературы)
3.3. Объекты исследования

3.4. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.5. Заключение
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ КУПЕРОВСКИХ
ПАР В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ
4.1. Введение
4.2. Структура и мессбауэровские исследования ВТСП (обзор литературы)
4.3. Синтез образцов
4.4. Экспериментальные результаты и их обсуждение
4.4.1. Локальная структура примесных центров цинка
4.4.2. Изменение электронной плотности кристалла при переходе проводник-сверхпроводник
4.4.3. Зависимость плотности сверхтекучих электронов от температуры
4.5. Заключение ВЫВОДЫ Литература
Список статей, опубликованных по теме диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы
Явление сверхпроводимости обусловлено возникновением куперовских пар (пространственный масштаб куперовской корреляции составляет ~ 10'7-10-4 см) и образованием бозе-конденсата, описьшаемого единой когерентной волновой функцией [1]. Это означает, что распределение электронной плотности в узлах кристаллической решетки сверхпроводника должно различаться при температурах выше и ниже температуры перехода в сверхпроводящее состояние Тс.
Поскольку изомерный сдвиг б мессбауэровских спектров определяется разностью релятивистских электронных плотностей Др(0) на исследуемых ядрах в двух образцах [2]
8 = аДр(0) (1)
(здесь а - постоянная, зависящая от ядерных параметров используемого изотопа), то в принципе возможно обнаружить процесс образования куперовских пар методом измерения температурной зависимости центра тяжести 8 мессбауэровских спектров сверхпроводников.
Температурная зависимость Б при постоянном давлении Р определяется тремя членами [2]:
(с18/йТ)р = (с15/с11пУ)т(с11пУЛ1Т)р + (сЮ/ёТ)Р + (с!5/с1Т)у (2)
Первый член в (2) представляет зависимость изомерного сдвига 5 от объема V. Второй член в (2) описывает влияние допплеровского сдвига второго порядка О и в дебаевским приближении он имеет вид [2] .
Э =-Е0(ЗкоТ/2Мс2) Т(Т/0), (3)
где Е0 - энергия изомерного перехода, ко - постоянная Больцмана, М - масса ядра-зонда, с - скорость света, 0 - температура Дебая, Е(Т/0) - функция Дебая. Наконец, третий член в (2) описывает температурную зависимость изо-

2.4. Мессбауэровский спектрометр
Измерение мессбауэровских спектров 67Zn проводилось на промышленный спектрометр MC-2201 с модернизированной системой движения, блок-схема которого показана на рис 5.а. Исследуемый образец (мессбауэровский источник 2) приводился в движение с помощью электродинамического вибратора 1, управляемого электронной системой 5. Гамма-кванты проходили через поглотитель 3 и регистрировались детектором 4, высокое напряжение на который подавалось с блока 6. Накопление спектра происходило в памяти ЭВМ 5. В качестве модулятора был выбран пьезоэлектрический преобразователь на основе керамики из цирконат-титанага-свинцаі Максимальная развертка по скорости составляла ±150 мкм/с. Калибровка спектрометра осуществлялась по спектру металлического 67Zn с источником 67Си(металл), причем такому спектру приписывались значения eQUM= 165(3) МГц, р = 0. Стандартным поглотителем в наших экспериментах служил 67ZnS. Регистрация гамма-квантов осуществлялась полупроводниковым детектором Ge(Li), сенсибилизированным в области 100 кэВ.
Эмиссионные мессбауэровские спектры 67Zn снимались в металлической криостате (рис. 5. Ь) с поглотителем 67ZnS, температура которого для всех спектров была 10(2) К. Температура источника могла меняться в интервале от 10(1) до 60(1) К. Охлаждение источника и поглотителя проводилось потоком холодного гелия, а нагревание источника осуществлялось электрической печью. Температура контролировалась полупроводниковым датчиком. Поверхностная плотность поглотителя по изотопу 67Zn составляла 1000 мг/см. Аппаратурная ширина спектральной линии составляла 3 мкм/с.