ЭПР-исследование взаимосвязи магнитных свойств со структурными факторами и явлением сверхпроводимости в легированном европием La2-x Sr xCuO4

• Автор: Валидов, Айдар Азатович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с.

Содержание
Введение
1 Методика эксперимента
1.1 Сведения об исследованных образцах
1.2 Техника измерений ЭПР
1.3 Свойства ЭПР ионов СИЗ-Р; тонкая структура спектра
1.4 Процедура обработки и анализа спектров ЭПР
2 ЭПР ионов Сс13+ в образцах Ьа2_х-уВгхЕиуСи04 при промежуточных уровнях допирования Эг (0.08 I 0.2)
2.1 Зависимость ширины компонент тонкой структуры от
температуры и состава соединения
2.2 Сверхпроводимость исследованных образцов. Её связь со
спиновой динамикой
2.3 Краткие выводы
3 ЭПР ионов Сс13+ в Ьа2_х_у8гхЕиуСи04 при малых уровнях допирования стронцием (х < 0.03)
3.1 Диэлектрическая и слаболегированная носителями тока
НТО фаза в парамагнитном и магнито-упорядоченном состояниях
3.2 Диэлектрическая НТТ фаза
3.3 Легированная дырками НТТ фаза; коллапс тонкой структуры в одиночную линию

3.4 Статическая магнитная восприимчивость и намагниченность НТО и НТТ фаз
3.5 Магнитная фазовая диаграмма Ьа2_х_уЗгхЕиуСи04
4 Обсуждение результатов
4.1 Высокий уровень допирования дырками
4.1.1 Спиновые корреляции в Ьа2_хЗгхСи04 с НТО структурой
4.1.2 Взаимосвязь между спиновыми и зарядовыми степенями свободы в С11О2 плоскостях с НТТ структурой
4.1.3 Обсуждение зависимости х) в НТТ фазе, полученной в экспериментах ЭПР
4.1.4 Пространственная анизотропия обменного взаимодействия в СиОг плоскости с НТТ структурой
4.1.5 Взаимосвязь спиновой динамики, сверхпроводимости и структуры в Ьа2_х-у8гхЕиуСи04
4.2 Малый уровень легирования носителями тока
Основные выводы
Список авторской литературы
Список цитированной литературы

Введение
Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) на основе купрата лантана (БагСиО,*) изучаются уже 14 лет. Однако, до сих пор многие аспекты взаимосвязи сверхпроводимости и магнетизма в этих соединениях остаются невыясненными. В частности, предметом пристального внимания в последние годы явилось изучение пространственных корреляций зарядов и спинов в медь-кислородных плоскостях, которые представляют собой базовый элемент структуры всех высокотемпературных сверхпроводников. Еще в начале 90 годов наблюдалось динамическое разделение волн зарядовой и спиновой плотностей в соединениях Ьа2-хйгхСи04 сверхпроводящего состава [1-5]. Более того, недавно было обнаружено, что при определенных условиях разделение зарядов и спинов приобретает статический характер в виде антиферромагнитно (АФ) упорядоченных спиновых доменов (страйпов), разделенных зарядовыми доменными стенками [6-9].
С теоретической точки зрения взаимодействие дырочных носителей тока с АФ скоррелированной подсистемой спинов меди также весьма необычно. Известно, что медь-кислородная плоскость металлооксидных сверхпроводников является практически идеальной реализацией двумерного квантового гейзенберговского антиферромагнетика со спином 5 = 1/2 (2БНАР) [10]. Уже на достаточно раннем этапе теоретических исследований ВТСП было показано, что при допировании такого антиферромагнетика мобильными носителями тока происходит пространственная модуляция зарядовой и спиновой плотностей [11-16]. В настоящее время существуют два основных подхода, по-

нечная операция - это запись данных в файл. Кроме самого спектра, в файл записываются данные об образце и условиях проведения эксперимента. Дальнейшая обработка спектра, как уже говорилось, может проводиться в любой математической программе. После регистрации спектра можно внести необходимые изменения в условия эксперимента, например, произвести поворот образца вокруг какой-либо оси или изменить его температуру. После чего проводится регистрация нового спектра. Эта процедура повторяется столько раз, сколько нужно для проведения эксперимента.
Для работы в широком диапазоне температур использовалась проточная система охлаждения образца, разработанная автором работы [61] (см. рис. 1.6). Принцип ее действия основан на продувании холодного газообразного гелия через кварцевую ячейку, изготовленную из особо чистого кварца, не дающего ЭПР сигнала, проходящую через резонатор. При этом сам резонатор находится в условиях комнатной температуры, что позволяет исследовать образцы в широком диапазоне температур при постоянных характеристиках резонатора. Нагреватель, помещенный в транспортный дьюар, испаряет жидкий гелий. Управление скоростью испарения гелия (т.е. величиной потока газа) осуществляется регулировкой силы тока, проходящего через нагревательный элемент. Испарившийся гелий по трубке из нержавеющей стали поступает в кварцевую ячейку. Надо отметить, что попадание в трубку жидкого гелия и быстрое его испарение приводит к резким скачкам скорости потока, а, следовательно, нестабильности температуры. Поэтому заборная часть продувки сделана таким образом, чтобы забирался только газообразный гелий.
Для уменьшения нагрева газа подводящий канал и кварцевая ячейка имеют вакуумную рубашку. В начале кварцевой ячейки есть еще один нагревательный элемент, который служит для плавного управ-