Фотоэлектронные спектры тонких пленок металлооксидов систем Y-Ba-Cu-O и Bi-Сa-Cu-O

• Автор: Лихачев, Евгений Робертович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 133 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОСТВ А МЕТАЛЛООКСИДОВ СИСТЕМ У-Ва-Си-0 И ВЕЗг-Са-Си-О
1.1. Кристаллическая структура иттрий-бариевых ВТСП
1.2. Особенности электронного строения металлооксидов системы У-Ва-Си-О
1.3. Кристаллическая структура висмутосодержащих ВТСП
1.4. Особенности электронного строения металлооксидов
на основе ВКЗг
1.5. Основные результаты фотоэлектронной спектроскопии ВТСП
1.6. Оценка влияния корреляционных эффектов на электронную структуру металлооксидов
ГЛАВА II. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ФОТОЭЛЕКТРОННЫХ
СПЕКТРОВ
2.1. Основы метода фотоэлектронной спектроскопии
2.2. Формализм метода
2.3. Вычислительные аспекты метода
2.3.1. Вычисление фаз рассеяния
2.3.2. Вычисление сферических функций и их производных
2.3.3. Вычисление Зфсимволов Вигнера
2.3.4. Расчет электронной структуры пленочным линейным методом присоединенных плоских волн
2.3.5. Построение пленочного потенциала

2.3.6. Вычисление производной потенциала
2.4. Фотоэлектронные спектры (001) пленки меди
ГЛАВА III. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И
ФОТОЭЛЕКТРОННЫХ СПЕКТРОВ ТОНКИХ ПЛЕНОК МЕТ АЛЛООКСИДОВ СИСТЕМ У-Ва-Си-О И ВГБг-Са-Си-О
3.1. Электронное строение пленок металлооксидов на основе иттрия-бария и висмута-стронция
3.1.1. Плотности электронных состояний в пленках
УВа2Си307.5 (5 = 0,1)
3.1.2. Плотности электронных состояний в пленках В128г2Саи-1Си„02„+4 («=1,2, 3)
3.2. Фотоэлектронные спектры пленок металлооксидов
на основе У-Ва и ВТБг
3.2.1. Фотоэлектронные спектры пленок УВа2Сиз07
(5 = 0,1)
3.2.2. Фотоэлектронные спектры пленок Ш2Бг2Сап-Сх1п02П+4 (п= 1, 2, 3)
3.2.3. Сопоставление теоретических фотоэлектронных спектров с экспериментальными данными
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования.
В 1986 году после длительного периода совершенствования свойств сверхпроводников, сопровождавшегося незначительным повышением температуры сверхпроводящего перехода (Тс), начался новый этап в их исследовании, связанный с открытием Беднорцем и Мюллером сверхпроводимости в соединениях системы Ва-Ьа-Си-О при температурах порядка 35 К [1]. Открытие сверхпроводящих соединений со столь высокими Тс стимулировало дальнейший поиск высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). И уже через год после этого открытия была получена сверхпроводящая фаза УВа2Сиз07-б с Тс = 92 К [2]. Так был преодолен азотный барьер по Тс, что еще больше подхлестнуло массовый интерес исследователей к металлооксидам (учитывая состав ВТСП, их часто называют металлооксидами или купратами). Спустя еще один год были открыты два новых класса ВТСП. Химическая формула этих соединений: А2В2Сап.1Сш102п+4, где А = (П, В1}, В = (Ва, Бг}, а п = 1 н- 4. Значения критических температур для сверхпроводящих купратов на основе ВьБг равны 12 К для п = 1, 90 К для п = 2 и 110 К для п = 3 [2], а для купратов на основе Т1-Ва - соответственно 20 К, 110 К и 125 К [2]. К настоящему времени экспоненциальный рост значения Тс прекратился (рекорд критической температуры принадлежит ртутным соединениям: наивысшая зафиксированная сейчас Тс для ЩВа2Са2Сиз08+8 под давлением достигает 164 К [3]), и наступил этап кропотливой, методичной работы по выяснению природы высокотемпературной сверхпроводимости и тщательному изучению свойств ВТСП-материалов.

Рисунок 8. Зонная структура вблизи уровня Ферми [56] для соединений ВіоЗгіСаСиОн (а) и ВІ28г2СиОв (б).
зоны являются двумерными. Из них две практически слившиеся зоны, образованные Си 3<2- и О 2р-состояниями Си02 плоскостей, заполнены на 46 % [58]. Квазивырождение зон отражает слабость межплоскост-ных взаимодействий для рассматриваемых соединений. Две другие зоны, пересекающие уровень Ферми, образованы Ві-0 -состояниями (степень их заполнения по данным работы [58] составляет около 4 %). Интересно то, что природа этих зон напоминает Си-0 состояния медь-кислородных цепочек в УВа2Сиз07. Для соединения Ві28г2Си06 уровень Ферми пересекают только три зоны: одна связанная с единственной купратной плоскостью, приходящейся на ячейку и две - связанные с плоскостями ВІО. Как видно из рисунка 8а р-зоны Ві пересекают уровень Ферми в точке К и в окрестности этой точки пересекаются также с зонами Си-0 (для Ві28г2СаСи208). При переходе от Ві28г2СаСи208 к Ві28г2СиОб изменяется характер взаимодействия зон, связанных с медь-кислородными плоскостями, с зонами, образованными Ві-0 р-состояниями: для Ві28г2СиОб появляется энергетический зазор между р-зонами Ві и Си-0 зонами (см. рисунок 86). Кроме того, р-уровни Ві в окрестности точки К для Ві28г2СиОб лишь на 0.1 эВ ни-