Ядерный магнитный резонанс в высокотемпературных сверхпроводниках Жданов, Юрий Иванович

Введение к работе

Актуальность твмн. Явление высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) привлекает больвое число исследователей как своими возможными практическими применениями, так и новизной и многообразием особенностей, свойственных коррелированным электронным системам. Выяснение природы сверхпроводящего состояния в оксидах требует надежных экспериментальных данных об электронных и решеточных свойствах, их общности и различии в широком классе ВТСП соединений. Особое значение приобретают локально чувствительныэ методы такие, как ядерный магнитный резонанс (ЯМР), который . является одним из наиболее информативных при исследовании низкочастотной спиновой динамики и распределении спиновой плотности в кристалле.

Цель работы - изучить изменение спиновой восприимчивости Х_а при переходе ВТСП с эдивения в несверхпроводящее металлическое состояние и при структурном разупорядочении.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Впервые проведен совместный анализ спектров ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) к ЯМР "Си я получены оценки однородной спиновой восприимчивости х₀ слоев СиО_г .для Т1_гВа₂Са_пСи_Пф10_в4гП (п*0,1,2) с- различным числом указанных слоев, приходящихся на зльмевтарнуп ячейку.

2. Систематически исследованы изменения х_о и интенсивности автиферромагнитных (АФ) флуктуации для системы Т1^Ва_аСиО_а4 с различным содержанием кислорода.

3. Впервые обнаружены межплоскостные АФ корреляции
спиновых флуктуации в Т1_овРЬ_овБг_аСа_овоаСи_э0_т.

4. Впервые методами ЯМР изучено уменьшение х₀,
происходящее при облучении Ва₂Си_э0₇ быстрыми нвйтровами.
Показано, что при этом происходит андврсоновский переход
металл-изолятор с образованием "псевдощели" на уровне Ферми.

5. Впервые продемонстрировано, что при разупорядочении
YBa Cu₃0_T быстрыми нейтронами происходит образование магнитных
моментов на втомах меди в плоскостях, &Ю_г с образованием
антиферромагннтного ближнего порядка в диэлектрической фазе.

Научная и практическая иенность. Изучение методами ЯНР сверхпроводящих оксидов позволило получать сведения об особенностях электронных спиновых возбуждений в плоскостях

CuO . Полученные результаты могут быть использованы при анализе механизмов, приводящих к явлению высокотемпературной сверхпроводимости.

На защиту выносятся:

3. Результаты экспериментальных исследований спектральных и релаксационных характеристик ядер ^6ЭСи и ^га ТІ в сериях Образцов Tl.Ba Ca^CiL О с различным числом слоев Си0₂, приходящихся на элементарную ячейку и 14₂Ba₂Cu0₆₊₆ с различным содержанием кислорода.

4. Результаты исследования межплоскостных АФ корреляций спиновых флуктуации для системы ТІ Pb Sr Са„ Y Си О по

О . 6 О . 5 2 О . Ц _ О . 2 2 і

данным скорости спин-решеточной релаксации (Tj¹) Си и ТІ.

3. Результаты исследования спектров Ш1Р и ЯМР ^e3Cu и РМР ^eBY, скорости сшш-решеточной релаксации ^6ЭСи и ⁸⁹Y з образцах ^Ваг^Сиз⁰б ав' ^пД^В0Р^гиУ^ты^ разупорядочению быстрыми нейтронами.

4. Доказательство образования магнитных моментов на атомах меди в плоскостях CuO в YBa Си 0 при облучении быстрыми нейтронами с образованием антиферромагнитного ближнего порядка ь диэлектрической фазе.

Достоверность полученных результатов обеспечивается физической корректность. -постановки задачи, надежной аттестацией образцов, корректной обработкой экспериментальных лапта. Выводы, сделанные в диссертации, логически следуют из данных эксперимента. Имеется согласие ряда результатов работы с данными, полученными другими методами.

Апробации -работы. Результаты работы были доложены на 26-ом конгрессе АШЕРЕ (Греция 1992),на XXV Всесоюзном сог.ащашш по физике низких тешоратур (Лениаград, 1988), на XXVI Всесоюзном совещании по физике низких температур (Донецк, 1990), на XII Всесоюзной щколо-сишозиуме по магнитному резонансу (Кунгур 1991), на I-I1I Всесоюзних совещаниях но высокотемпературной сверхпроводимости (19С9-1991), II, Ш и V Герлано - Российском семинаре по высокотемпературной сверхпроводимости (Таллинн 1969, Карлсруе 1990, Клостер-Бшщ 1992).

Публикаи<ц. Основное содержание .работы опубліковано в статьях [1-9].

Структура и объем работы. Диссертации состоит из введения,

четырех глав п заключения. В ее объем входят 139 стрзниц машинописного текста, 34 рисунка, б таблиц и список литературы, включапций 85 наичевонапий.