Корреляция локальных и макроскопических свойств сверхпроводящих оксидов со структурой перовскита

• Автор: Менушенков, Алексей Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 237 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Экспериментальные методы

1.1 Рентгеновская спектроскопия поглощения

1.1.1 Физические основы EXAFS-спектроскопии

1.1.2 Методики обработки EXAFS-спектров

1.1.3 Физические основы XANES-спектроскопии

1.1.4 Теоретический расчет XANES спектров

1.1.5 Поляризационная XAFS спектроскопия ВТСП пленок.

1.1.6 Экспериментальные EXAFS станции в области жесткого рентгеновского излучения

1.1.7 Экспериментальная XAFS станция в области мягкого рентгеновского излучения

1.2 Лазерная технология синтеза тонких эпитаксиальных ВТСП-пленок
1.2.1 Физические основы лазерно-вакуумной эпитаксии
1.2.2 Техника эксперимента
1.2.3 Тонкие эпитаксиальные пленки ТВагСизОу-г
1.2.4 Тонкие эпитаксиальные пленки Nd2-^CexCu04_,y . .
1.3 Автоматизированный комплекс исследования транспортных свойств
1.3.1 Измерение температурных зависимостей сопротивления пленочных образцов
1.3.2 Регистрация сверхпроводящего перехода методом экранирования магнитного поля
2 XAFS-спектроскопия сверхпроводящих оксидов
ВаРЬ]_хВц Оз при комнатной температуре.
2.1 Структурные особенности и электронные свойства оксидов из семейства ВаВЮз
2.2 Синтез и тестирование керамических образцов
2.3 EXAFS- спектроскопия ВаРЬ^ВцОз
2.3.1 Локальное окружение бария
2.3.2 Локальное окружение свинца и висмута
2.4 Параметры локальной кристаллической структуры BaPbi_xBix
2.5 XANES-спектроскопия BaPbi_xBix

2.5.1 Структура Аз краев поглощения висмута и свинца в ВаРЬц-^ВгсОз
2.5.2 ХАХЕЗ расчеты Аз краев поглощения свинца и висмута в ВаРЬОз и в ВаВЮ
2.5.3 ХАХЕБ- спектры в ВаРЬщ^В^Оз с х ^ 0,
2.5.4 К вопросу о валентном состоянии висмута в ВаРЬ]_ЛВ1хОз
3 Влияние содержания кислорода на макроскопические и ло-
кальные свойства сверхпроводящих оксидов ВаРЬ] хВСОз и Ва1_,К,ВЮ3.
3.1 Влияние кислородного дефицита на свойства нормальной
и сверхпроводящей фаз ВаРЬ^В^Оз
3.2 Влияние кислородного дефицита на ХАКЕЗ- спектры выше Аз-ВфРЬ) края поглощения ВаРЬ]_хВ1хОз и Ва1_хКхВЮз
3.3 Влияние кислородного дефицита на локальную кристаллическую структуру ВаРЬщ^В^Оз и Ва1_хКхВЮз
4 Влияние ионного облучения на макроскопические и локальные свойства ВТСП на основе меди.
4.1 Радиационно-индуцированное изменение удельного сопротивления и коэффициента Холла в эпитаксиальных пленках УВа2Сиз07_<
4.2 Воздействие радиационных дефектов, созданных ионным облучением, на структуру, сверхпроводящие и транспортные свойства Ш2_хСехСи04_,
4.2.1 Структурные измерения
4.2.2 Влияние облучения на сверхпроводящие и транспортные свойства эпитаксиальных пленок Ш2_,СелСи
4.3 Влияние радиационных дефектов на локальные особенности электронной и кристаллической структур УВа2Сиз07_,
и N62—хСехСи
4.3.1 Рентгеновская спектроскопия поглощения
УВа2Си307_
4.3.2 Рентгеновская спектроскопия поглощения
Хй2_Л.СехСи04_

5 Влияние радиационных дефектов на симметрию свободных состояний Ndi.85Ceo.l5Cu04_<5.
5.1 Симметрия свободных состояний на основании совместного анализа Си К, L3 и К- О краев поглощения- предварительные результаты
5.2 L3-Q1 и М4)5-Се XANES спектры
5.3 Влияние допирования церием
5.4 Теоретические расчеты XANES-спектров
5.5 Влияние облучения ионами Не+ на заселенность свободных состояний в Ndi ^Ceo.isCuCC
5.5.1 Симметрия свободных состояний в Nd1.85Ceo.15CuO4._
5.5.2 Возможный механизм разрушения сверхпроводимости при облучении ионами Не+
6 Особенности локальной кристаллической структуры сверхп-
роводящих оксидов BaPb[_xBit03 и Bai хКЛВЮз при низких температурах.
6.1 Предварительные результаты
6.2 Низкотемпературные особенности локальной кристаллической структуры ВРВО-ВКВО систем
6.2.1 Низкотемпературные аномалии локальной кристаллической структуры ВаВЮз
6.2.2 Локальная кристаллическая структура ВаРЬОз
6.2.3 Низкотемпературные аномалии локальной структуры ближайшей Bi-О сферы в Ва^К^ВЮз
6.2.4 Обоснованность применения модели двухъямного потенциала
6.2.5 Локальная структура Bi-Bi и РЬ-РЬ сфер в ВКВО и в
В аРЬ
6.2.6 Локальная кристаллическая структура BaPbi_xBix03.
7 Взаимосвязь локальной кристаллической и локальной элек-
тронной структур перовскито-подобных сверхпроводящих оксидов.
7.1 Корреляция между особенностями локальной электронной и локальной кристаллической структуры ВРВО-ВКВО
систем
7.1.1 Локальная электронная структура ВаВЮз

Рис. 3. Схема эксперимента по измерению выхода флуоресценции для тонких ВТСП пленок: 1)-входной коллиматор пучка, 2)-вал электродвигателя, 3)-диск из аморфного стекла, 4)-подложка с напыленной пленкой, закрепленная на диске, 5)-фильтр-поглотитель, 6)-кол-лиматор детектора, 7)-детектор флуоресцентного излучения.
Наиболее сложной проблемой является подавление дифракционных рефлексов в ХАБ спектрах. Поскольку диапазон сканирования в ХАІчТЕБ спектрах невелик (~ 100 эВ), то проблема, как правило, решается путем выбора положения детектора флуоресцентного излучения относительно образца, так, чтобы в телесный угол детектора О. не попадали дифракционные рефлексы.
Для ЕХАЕБ спектров диапазон сканирования по энергии составляет ~ 1000 эВ, дифракционные рефлексы сильно меняют свое пространственное расположение, поэтому невозможно ограничиться однократным выбором положения детектора относительно образца, необходимо подбирать телесный угол детектора П/ для некоторого интервала энергий Еі -і- Еі + сІЕ, где сІЕ ~ 100 — 200 эВ. Наиболее последовательным путем решения проблемы является применение двумерного позиционно-чувствительного детектора с соответствующей программной обработкой сигнала. Однако, ко времени проведения экспериментов такая методика не была реализована ни в одном синхротронном центре как в России, так и за рубежом. В наших исследованиях рентгеновская флуоресценция измерялась с помощью детектора с газовым усилением [66], положение которого не менялось во всем интервале сканирования по энергии. Экспериментальная установка, позволяющая частично подавить дифракционные рефлексы в ЕХАБв спектрах представлена на рис. 3.
Пучок монохроматизированного рентгеновского излучения обрезается