Аномальная дисперсия поверхностного импеданса в метастабильных сплавах Ti1-x Fe x и высокотемпературных сверхпроводниках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МЕТАЛЛОВ

На правах рукописи

КОУРОВ Дмитрий Николаевич

АНОМАЛЬНАЯ ДИСПЕРСИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ИМПЕДАНСА В МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СПЛАВАХ Т1,_хГох И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ.

01.04.07 - физика твердого тела

4

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Екатеринбург - 1994 г.

Работа выполнена в лаборатории низких температур Ордена Трудового Красного Знамени Института физики металлов УрО РАН.

Научные руководители: доктор'физ.-мат. наук, профессор

B.Е.Старцев кандидат физ.-мат.наук А.С.Щербаков

. Оффициальные оппоненты: доктор физ.-мат.наук, профессор

А.С.Москвин кандидат физ.-мат.наук

C.В.Верховский

Ведущая организация - Уральский Государственный

технический университет

Защита диссертации состоится "_"___ 1994 г.

в _ часов на заседании специализированного совета

К 002.03.01. при Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ГСП-170, ул.С.Ковалевской, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики металлов УрО РАН.

Автореферат разослан "_"_____ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физ.-мат. наук

Ь.Р.Галахов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТН.

Актуальность темы. В настоящий момент при исследовании проблемы стабильности структурных фаз и фазовых превращений в металлических сплавах и соединениях, происходящих с изменением температуры или состава, активно изучаются так называемые предпереходные явления - аномалии структурного • состойся, которые наблюдаются в широкой области температур кля составов вне точки перехода. Типичное примеры подобных аномалий -появление дополнительных рефдэксов или диффузных пятен на , дифракцжяшкх картинах, центральный пик в спектрах неупругого . рассеяния нейтронов - обычно трактуются• как образование статических областей другой фазы вблизи структурного фазового перехода.

Для ряда закаленных сплавов гг-№, структура которых. рентгенографически характеризуется как (р+и)-фаза, на основании экспериментов по неупругому рассеянию нейтронов и мессбауровского излучения предполагалось [ 1 ] динамическое сосуществование р- я и-фаэ в макроскопических объемах. При этом, как следовало из оценок, частоты динамических р «-»и пероходов находятся в интервале ПО7' < и < ю10) с-1.

Сплаьы г-г-ЫЪ относятся к большому классу метастабильных сплавов переходных металлов на основе титана и циркония, полученных закалкой из области высокотемпературного р-твердого раствора, которые объединены общими особенностями в зависимостях физических свойств от содержания легирующего элемента. В частности, для всех систем рассматриваемых сплавов существует критическая концентрация (хс1) - такая, что сплавы с содержанием легирующего элемента выше хр1 фиксируются закалкой в метзстастабильной (р+и)-фазе.

При исследовании частотных зависимостей поверхностного сопротивления (при комнатной температуре) обнаружено' 12], что существует целый ряд систем сплавов из этого класса: Т1._уИех (Мо: V, Сг, Ре, Со, Мо) и гг,...к1'ех, - для которых яри определенных концентрациях легирующего элемента в области частот (0.7 + 11)-109 с-1 наблюдается резояасным образом зависящее от частоты поглощение мощности электромагнитного поля дополнительное к потерям на токи Фуко.

Явление резонансного поглощения, с одной стороны, может рассматриваться как экспериментальное свидетельство в пользу динамических р «-» ы переходов. С другой стороны,- сам факт взаимодействия с шешним электромагнитным нолем может указывать на то, что низкочастотная динамика решетки в (р+и)-фазе сплавов проявляет себя как оптическая мода колебаний.

Похожие аномалии з частотных зависимостях поверхностного сопротивления наблюдались также для целого ряда металлооксидных соединений из класса ВТСП [3-5]. Резонаснне явления высокочастотного отклика проводников в условиях нормального скин-эффекта в области частот (108+1010) с'"1 шого меньших характерных фононных частот являются совершенно необычными с точки зрения классической электродинамики металлов и требуют независимой экспериментальной проверки и дальнейшего изучения.

Цель работы. Главная задача настоящей работы исследование вопроса о том, являются ли обнаруженные резонансные частотные зависимости поглощения мощности электромагнитного поля внутренне присущими сплавам переходных металлов и ВТСП и с какой из функций отклика, определяющих взаимодействие проводников с внешним электромагнитным полем, -магнитной (ц) или диэлектрической (г) проницлемостями - они связаны.

Научная новизна диссертации определяется тем, что впервые выполнено одновременное исследование частотных зависимостей как действительной (Ид), так и мнимой (Х3) частей поверхностного импеданса (при комнатной температуре) в области частот (2+7) ГГц для системы закаленных сплавов Рех в широкой области концентраций легирующего элемента (1.08 4 х 5 12.4) ат.%.

Аналогичные исследования в двух частотных диапазонах (10+130) МГц и (1.95+9.4) ГГц впервые выполнены для четырех мпталлоокисдных соединений из разных классов ВТСП: УВарСи306 ЕиВа2Си30б_д, В1, лГЬ0_3Зг2Са20и30х, Т^Ва^СизО,^. Для ВТСП соединений исследованы также температурные зависимое ги Г(й и X на частоте 9.40 ГГц в области температур (4.2 + 295) К.

Научная и практическая ценность. На основании проведенного исследования однозначно показано, что существуют два класса структурно неустойчивых проводников: сплавы переходных металлов на основе Т1 и 1т и высокотемпературные сверхпроводники, - для

которых взаимодействие с внешним электромагнитным полем радикальным образом отличается от высокочастотного отклика обычных металлов в условиях нормального скин-эффекта. Это отличие заключается в появлении апомальной частотной дисперсии ди.-элзктричос.-кой проницаемости (и следовательно, поверхностного импеданса) п области частот (10^+1О9) с-1, которое обусловлено никочастотпнии искажениями решетки, сопровождающимися динамической поляризацией среды.

На защиту выпосятпя следующие основные положения:

1. Закалешше сплавы Т11 _хГек ■ в концентрационной области существования метастабильной (р+о)-фазы при комнатной температуре характеризуются аномальной частотной дисперсией действительной и мнимой частей поверхностного импеданса в интервале частот (2+7) ГГц.

2. Для исследованных в настоящей работе ВТСП соединений: УВа^СидО^ д, ЕиВа^^С^ д, ' В11 ?РЬ0 3Зг2Са2СидОх, Т12Ва2Са2Си301 , - при комнатной температуре, в области частот (130 МГц +1.95 ГГц) существует аномальная, дисперсия мнимой часги поверхностного импеданса.

3. Наблюдаемые особенности поверхностного импеданса являются внутренне присущими исследованным'материалам и обусловлены аномальной частотной дисперсией диэлектрической ПроЮЩаеМг.СТИ (е = е ' - 1-е").

4. Аномальная частотная дисперсия диэлектрической проницаемости в ВТСП существует в нормальном состоянии во ■ всем исследованном интервале температур от комнатной до Т^..

5. Большая (1е'1 ~ с") отрицательная- действительная часть диэлектрической проницаемости ВТСП в широком интервале частот меныоих характерных фононных частот, по-видимому, указывает на то, что сверхпроводимость в металлооксидных соединениях реализуется в рамках модели КСШ с сильной связью.

Достоверность полученных результатов обеспечивается надежной .аттестацией исследованных образцов, корректной обработкой экспериментальных данных, использованием метрологически поверенных методик, сравнением с результатами эксперимента на стандартных образцах, для которых наблюдается нормальное поведение поверхностного импеданса в исследованной области частот.

Основные положения диссертации были изложены на IV Всесоюзном Симпозиуме „Неоднородные электронные состояния" (Новосибирск, 1991 г.), на III Всесоюзном совещании по высокотемпературной сверхцроводимости (Харьков, апрель 1991 г.), на семинарах и опубликованы в 2 статьях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения; изложена на 150 страницах машинописного текста, включая 39 рисунков, 6 таблиц и библиографический список, содержащий 144 наименования цитируемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследования и приведена краткая аннотация работы цо главам.

В первой главе рассматриваются общие тенденции в эволюции электронных и решеточных свойств закаленных сплавов переходных металлов на основе титана и циркония при изменении содержания легирующего элемента. Для всех систем рассматриваемых сплавов даехся определение критической концентрации хс, такой, что сплавы с концентрациями меньше хс1 фиксируются. закалкой в метастабильной гексагональной («' или а")-фазах, а сплавы с концентрациями, превышающими хс1, - в метастабильной (Э+и)-фазе, рентгенографически характеризующейся наличием двух наборов рефлексов (ОЦК и ГПУ). Обсуждаются результаты работ по рассеянию нейтронов и мессбауровских'' лучей, выполненных на закаленных сплавах Zr-Nb в области О tu)-фазы, в которых предполагалось существование медлишшх (по сравнению с фонолами) переходов между ß и и структурами с характерными частотами, заключенным« в интервале (10^ < ч < 1010) с-1.

Приводятся экспериментальные результаты, положенные в основу концепции автономпых электронных подсистем компонентов сплавов, согласно которой лежащие вблизи уровня Ферми электронные й-состояния, локализованные па атомах примеси, оказываются аномально слабо гибридизованы с состояниями зоны проводимости матрицы. В результате электронная структура сплавов при увеличении содержания'. легирующего элемента

эволюционирует по пути образования примеспой й-зоны, что имеет характер электронного фазового перехода типа Мотта-Хаббарда при критической концентрации хс2 > хс1 и сопровождается резкими аномалиями электронных и. решеточных свойств. Согласно исследованиям концентрационных зависимостей остаточпого сопротивления' При х < хс1 и температурных зависимостей сопротивления электронный фазовый • переход в примесной ¿-электронной подсистеме сопровождается андерсонозской локализацией носителей в полосе проводимости матрицы.

Обсуждаются результаты исследований ультразвуковых и ' кинетических свойств, которые указывают на существование в сплавах при х < хг1 двухуровневое систем (ДУС) типа туннелиругацих атомов. Согласно измерениям концентрационных зависимостей магнитного момента [61, ширина примесного ¿-уровня в сплавах существенно меньше характерных дебаевских частот. Поэтому, как предполагается в [7], атомное туннелировапие в сплавах имитируется релаксацией блгскайшего окружения примеси на изменение валентного состояния примесного атома, которое везникает вследствие медленных переходов электронов из локализованных примеспых ¿-состояний в распространенные состояния зоны проводимости матрицы и обратно.

Приводятся резонанепке частотные зависимости поверхностного сопротивления (при комнптпой темПерстуре) в области частот Пс/'+Ю10) с-' при концентрациях сплавов вблизи электронного фазового перехода, которые могут рассматриваться кок свидетельство перехода к когерентному рекиму в электронных переходах и следовательно в атомных смещениях с увеличением содержания легирующего элемента.

Во второй главе рассматриваются общие особенности • структурного состоят™ и магнитных свойств, присущие разным массам В7СП. Приводятся фазовые диаграммы для систем 1ао_х5гхСи04 и ГВа?Си3Об+х. Обсуждаются признаки решеточной неустойчивости (наличие структурного фазового перехода при изменении содержания легирующего элемента, локальные искажения структура. связанные с существованием нескольких минимумов атомного потенциала), которые являются общими для ВТСП и сплавов переходных металлов па основе титана и циркопия.

Приводится вывод соотношений для действительной №3) и мнимой (Х3) частей поверхностного импеданса проводников а условиях нормального скш-эффекта:

Hs = xs = /5' (1)

где - магнитная проницаемость вакуума, и - циклическая частота электромагнитного ноля и а - статическая проводимость.

Выполнен оОаор литературных данных по особенностям высокочастотных свойств ВТСП в сверхпроводящем и в нормальном состояниях. Обсуждаются результаты исследований частотных зависимостей поверхностного сопротивления ВТСП (при комнатний температуре) в области частот 150 МГц + 1.95 ГГц, в которых были обнаружены резонансные потери мощности электромагнитного поля дополнительные к поглощению на токи Фуко, а также результаты работ, в которых для несверхпроводящих оксидов родственных ВТСГ1 обнаружена аномальная частотная дисперсия диэлектрической проницаемости в близкой области частот.

Рассмотрены результаты экспериментальных работ, в которых обнаружена признаки сегнетоэлектричества в ВТСП, а также теоретических работ, предполагающих взаимосвязь

сеггетоэлектрического упорядочения и высоких TQ в ВТСП. В конце' главы ставится задача диссертационного исследования.

В третьей - пятой главах содержится основной объем оригинальных исследований.

Третья глава посвящена вопросам приготовления образцов и описанию использовавшихся в работе методик измерения Р.. и Х„ проводников в диапазонах частот (10 - 130) МГц и (Р. + 10) ГГц и температурных зависимостей R и Хс. на частоте 9.40 ГГц. Подробно обсуждаются особенности методики измерении абсолютной величины Xs. Приведены оценки погрешности измерений. Дано определение относительных единиц измерения поверхностного импеданса:

R4 Х„

С = и г = ь - , (2)

Г-

kotojjuc выбраны так, что для иемагпитиого проводника в условиях нормального скии-эффекта экспериментально определенные величины

Н3 и Х3 должны удовлетворять соотношениям:

е" =■• 1 . (3)

Р четвертой главе приводятся результаты исследований чЕ1:тот1шх зависимостей поверхностного импеданса (при комнатной температуре) для системы закаленных сплавов Т1^_хРех (0.0108 * х ^ 0.124) в области частот (2.26 + 6.75) ГГц (рис.1).

При малых концентрациях Ре (х < хс1 «. 0.05), где реализуется а'-фаза, для поверхностного импеданса сплавов на всех изученных частотах выполняются соотношения нормального скин-эффекта (3). В области концентрационного структурного (а' -» (р+и)) превращения частотные зависимости 5' и преобретают выряженный резонансный характер: 5'(у) имеет вид кривой с максимумом на частоте резонанса 1>0, - вид Э-образной кривой. Обе величины в зависимости от частоты ведут себя скоррелкрованшм образом е соответствии с поведением, ожидаемым из соотношений Крамерса-Кронига для новерхностпого импеданса.

Так как измерения И3 л Х3 являются совершенно независимыми экспериментами, полученные в настоящей работе результаты следует рассматривать как однозпачпое указапие на то, • что высокочастотный отклик сплавов И^^'е , фиксировашшх закалкой в метастабильной (р+и)-фазе, характеризуется аномальной дисперсией поверхностного импеданса в области частот и ~ 10^ с-1.

В общбм случае поверхностный импеданс определяется относительной магнитной (ц) и диэлектрической (е) нроницаемостями проводника ¡81:

£0 -- диэлектрическая проницаемость вакуума. Одновременные измерения П3 и Х3 позволяют определить и = ц' - 1-ц- и с = е' -1е", которые становятся комплексными в резонансной области частот.

На основании анализа частотных зависимостей е. ' и а

также поведения ц и с в резонансной области показано, что наблюдаемые аномалии поверхностного импеданса сплавов в области (р+и)-фазы не связаны с посторонними причинами такими, как: шероховатость поверхности, примеси посторонней магнитной или диэлектрической фазы в объеме или на поверхности образца.

а являются внутренне присущими данным сплавам.

Последовательно рассмотрены случаи аномальной частотной дисперсии м с, как возможные причипы появления резонансных особенностей поверхностного импеданса сплавов. Анализ

'I 1 1 1 1. 1 • X'0,060

• - х-0,0108

лГ: х-ОМ

- X'0,023

- у.'" » х-от

-х-0,029

- * х-о,т

х-0,056

Х'йОМ ,1,1,1. 'ф х-о.т

0 2 4 6 0 2 4 6 6

Рис.1. Частотные зависимости действительной и мнимой частей поверхпостного импеданса сплавов

Т11_хЕе)[ в приведенных единицах при Т = 295 К.

от

с11

зависимостей ц' и частоты для сплавов с х > рассчитанных из экспериментальных данных по И,.' и Х3, показывает, что няолюдаемне аномалии поверхностного

импеданса не связаны с динамическими флуктуациями магнитных моментов, и следовательно обусловлены особенностями е. На рис.2 приведены частотные зависимости действительной и

V,/Ту

мнимой частей обратной дилектрической проницаемости (е ') х - 0.104 (для остальных образцов с х >.

сшшва Т11_хРих наблюдается качественно аналогичное имеют типичный резонансный характер.

для

ХС1

поведение с ), которые

«m

-î

со E

-1--1--1 1 1 1 1 1 1 1 / 1 / """fl---—-- -1-г > 1 х- 0.104 п ——î—

i l —î—:—î—1— if j / î Г i L . 1--U-

О, ГГц

Рис.2. Частотные ьависимости действительной .и мнимой частей обратной диэлектрической проницаемости для сплава Ti^^FSj (х = 0.104).

Сплошной и пунктирной линиями на рис.2 представлены результаты обработки частотных зависимостей Re (е-1) и Ira (е-1 ) в рамках модифицированной микроскопической модели, предложенной ù работах но резонансному поглощению 13-51. Основная идея модели заключается в том, что вследствие малой длины сбодного пробега электроны проводимости взаимодействуют с локальным электрическим полем 1ЕЛ0К), отличающимся от среднего макроскопического поля (Е):

Елок - Е " З2-^ <5)

где Р - динамическая поляризация решетки. В настоящей работе

показано, что для объяснения наблюдаемых па эксперименте

"астотных зависимостей Re (е-1) и Тт (е~1 ) необходимо учитывать

отличие действующего поля от среднего также и в системо

•локальных диполыша моментов, создающих макроскопическую

поляризацию.

Показано, что появление локальных осциллирующих дипольных моментов можно понять в рамках модели с автономными электронными подсистемами. Динольные моменты возникают в результате изменения зарядового состояния атомов Ге при медленных электронных переходах с частотой »<0 из локализованных На принеси ¿-состояний в состояния зоны проводимости матрицы, которые сопровождаются релаксацией ближайшего окружении примесного атома. В то же время нормальный характер частотных зависимостей поверхностного импеданса в сплавах при х < хс1, по-видимому, связан с двумя причинами: во - первых, с отсутствием когерентности в электронных переходах, необходимой для появления макроскопической поляризации, з этой области концентраций легирующего элемента и, во-вторых, с тем, что условия для эффективного взаимодействия электромагнитного поля с локальными дипольнш: моментами возникают только в результате увеличения радиуса электронного экранирования при х' > хс1 вследствие андерсоновской локализации основных носителей в зоне проводимости матрицы.

В пятой главе приводятся результаты исследований частотных зависимостей 11Б и Х3 четырех керамических ВТСП соединений: УВа?Си306 д, ЕиВа2Си306 д (рис.3), В11 7РЬ0 ^ГоСа^Си^ и Т1-,Ва2Са2Си30)0+6, - в двух частотных диапазонах (10+130) МГц и (1.95+5.6) ГГц при комнатной температуре. Обнаружено, что в интервале частот (1.95 + 5.6) ГГц для всех исследованных ВТСП соединений Х3 в несколько раз. превышает [¡3 по абсолютной величине, причем Х3 зависит от частоты при > 1.95 ГГц. В то же время в области низких частот (10+130) МГц хорошо выполняется классическое соотношение нормального скин-эффекть для поверхностного импеданса (1).

Подробно проанализировано возможное влияние на наблюдаемые особенности поверхностного импеданса причин постороннего характера таких, как: аппаратурная погрешность, шероховатости поверхности образцов, гранулярная структура керамических соединений, отличие сопротивления поверхностного слоя от объемного, примеси сегнетоэлектрическсй или магнитной фазы и т.п. Таким образом показано, что наблюдаемые особенности поверхностного импеданса ВТСП в нормальном состоянии являются внутренне присущими этим соединениям.

Рис.3. Частотные зависимости действительной, и мнимой частей поверхностного импеданса ЕиВа^Си^О^ д в относительных единицах при Т = 295 К. На вставке приведена высокочастотная область в линейном масштабе. В нижпей части вставки показаны частотные зависимости и для контрольного образца Се-Аэ с р = 1 Ом-см. Символами (■) приведена частотная зависимость в промежуточной области частот для того же образца ЕиВа^Си^О^ д из [5].

Сделано заключение, что для всех исследованных ВТСП в промежуточном интервале частот 130 МГц + 1.95 ГГц существует область аномальной дисйерсии Х3, что может рассматриваться как пезависимое экспериментальное подтверждение явления реяоиаспого поглощения мощности электромагнитного поля а области частот (10а*ю9) с-1.

На основании анализа частотных зависимостей ц к г. показано, что наблюдаемые особенности поверхностного импеданса ВТСП обусловлены частотной дисперсией е. На рис.4 приведены частотные зависимости е' и е- для соединения ТОа^Си^ д.

Принципиальное отличие частотных особенностей е для ' двух исследованных классов материалов заключается в следующем: для сплавов Т11_хРех резонансное поведение (с-1) наблюдается в достаточно узком интервале частот (Ли ~ 1>0). В то же время для ВТСП аномальное поведение диэлектрической проницаемости (им ~ е") сохраняется в широкой области частот выше резонансной.

Рис.4. Частотные зависимости комплексной диэлектрической проницаемости YbagCugOg g при Т = 295 К. На рисунке также приведены значения e'U) при 58 ГГц из Í9), с (и) и е"Ы при 102 ГГц, рассчитапные из результатов работы [10].

Исследованиями температурных зависимостей lts и Xs на частоте 9.40 ГГц, выполненных на тех не образцах ВТСП, показано, что по абсолютному значению Х3 в несколько раз превосходит Rs во всем интервале температур нормального состояния от комнатной до Тс (на рис.5 приведены экспериментальные результаты для соединения EuBa2Cu306_g). Следовательно, в этой же температурной области сохраняется аномальная частотная дисперсия диэлектрической проницаемости ВТСП.

50 № № Ж 250 Ж IK

Рис.5. Температурные зависимости Rs(e) и Х3 (о) совдипения EuBagCiigOg g на частоте 9.40 ГГц.

Установлено, что общим свойством исследованных в настоящей работе ВТСП соединений . является большая отрицательная действительная часть диэлектрической проницаемости, наблюдающаяся в широкой области частот выше резонасной, которая сохраняется при Т TQ (см., например, рис.6 для

Т12Ва2Са2Си3010+й). Согласно известной аргументации о роли статической диэлектрической проницаемости вещества в проблеме высокотемпературной сверхпроводимости Mil, отрицательный зпак е' в области частот много меньших характерных фононпых частот может рассматриваться как указаЕше на то, что сверхпроводимость в металлооксидных соединениях реализувтся в рамках модели БЮП с сильной связью.

6000

то

О 2000

* 0

-2000

—С -то

ч «О -то

-Ш

-10000

-12000

■тоо

Рис.6. Температурные зависимости диэлектрической проницаемости соединения Т12Ва2Са2Си301о+б на частоте 9.40 1Тц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В настоящей работе проведено экспериментальное исследование частотных зависимостей действительной (ЙЕ) и мнимой (X ) частей поверхностного импеданса закаленных сплавов системы Т111хГех (0.0108 * х * 0.124) в частотном диапазоне (2 26 - 6.75) ГГЦ и ВТСП соединений УВа^и^ д, ЕиВа2Си30б9, -П2Ва-^СизО^ и Р11ЛРЬ0_зЗг2Са2Си30к ¿ двух частотных интервалах (10 + 130) МГц и (1.95 + 5.6) ГШ при комнатной температуре. Для указанных выше ВТСП соединений на основе иттрия, европия и тсллия изучены температурные зависимости К„ и

X на частоте 9.40 ГГц.

5 1. Установлено, что сплавы системы Т1,_хГех в концентрационной ' области существования (рю)-фазы

характеризуются аномальной частотной дисперсией поверхностного импеданса в области частот (2.7) ГГц. Дисперсия поверхностного импеданса выражается в появлении резонасным образом зависящего

16

от частоты поглощения мощности электромагнитного поля, дополнительного к. потерям па токи Фуко. Резонасная зависимость К3 от частота сопровождается Б - образной частотной зависимостью Х3-

2. Обнаружено, что для ВТСП соединений УВа^Си^ д, ЕиВа2Си306 с,, Т12Ва2Са2СЦз0]С)+5 и В11 7РЬ0 3Зг2Са2Си301 ' в интервале частот 130 МГц «у * 1.95 ГГц существует область аномальной дисперсии мнимой части поверхностного импеданса. Экспериментально полученная аномальная дисперсия Хд является независимым подтверждением явления резонансного поглощения

'мощности электромагнитного поля в ВТСП.

3. Показано, что наблюдаемые особенности в частотных зависимостях поверхностного импеданса являются внутренне присущими для исследованных материалов и обусловлены частотной дисперсией диэлектрической проницаемости. Принципиальное ' отличие дисперсии диэлектрической проницаемости в случае ВТСП состоит в том, что аномальный характер с(ы) для мвталлооксидши соединений сохраняется в широком частотном интервала выше резонасной области частот.

4. Предложена модель, учитывающая эффекты локального ноля в системе, состоящей из локальных дипольных моментов и электронов проводимости с малой длиной свободного пробега, которая позволяет качественно описать частотные зависимости е-^ для сплавов Т11_кГех в аномальной области частот.

5. Установлено, что аномальная дисперсия . е, и следовательно, поверхностного импеданса для ВТСП соединений \'Ва2Си306 д, ЕиВа?Си306 д, и Т12Ва2Са2Си3010+5 имеет место во всей области температур нормального состояния от' комнатной до

гп

хс-

6. Обнаружено, что все исследованные ВТСП соединения характеризуются большой (|е'| ~ с") отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости, которая сохраняется при понижении температуры вплоть до Тс, в ■ широком интервале частот много меньших характерных фононных частот. На основании этого сделано заключение, что сверхпроводимость в ВТСП соединениях может возникать в рамках механизма БКШ с сильной связью.

В целом на основании экспериментальных результатов, полученных в настоящей работе и из их анализа можно сделать

обобщающий вывод:

взаимодействие метастабильных сплавов Т11хГег в концентрационной области (Э+ы)-фазы и высокотемпературных сверхпроводников с внешним электромагнитным полем резко отличается от обычного высокочастотного отклика проводников в условиях нормального скин-эффекта, а именно, обе эти группы материалов характеризуются аномальной частотной дисперсии поверхностного импеданса в области частот (108 ♦ 1010) с"1. Дисперсия поверхностного импеданса возникает вследствие особенностей диэлектрической проницаемости в указанной области частот. Обнаруженные явления внутренне присущи исследованным материалам и связаны с динамической поляризацией решетки в структурно неустойчивых сплавах и соединениях.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах: 1 А. А.С.Щербаков, Д.Н.Коуров, Э.Г'.Валиулин, Г.М.Самойленко, С.Н.Артеменко, В.Я.Каминский. Резонасные явления, обусловленные неустойчивостью решетки, в метастабильных сплавах Т11_хРех // IV Всесоюзный Симпозиум «Неоднородные электронные состояния" (Новосибирск, март 1991 г.): Тезисы докладов - Новосибирск, 1991 г., с.236-237 2А. А.С.Щербаков, Д.Н.Коуров, В.Е.Стэрцез, Э.Г.Валиулин, Г.М.Самойленко. "С.Н.Артеменко, В.Л.Каминский. Особенности поверхностного импеданса и отрицательная диэлектрическая проницаемость в ВТСП соединениях.в области частот 2-6 ГГц // ¡III Всесоюзное совещание по высокотемпературной сверхпроводимости (Харьков, апрель 1991 г.): Тезисы докладов - Харьков, 1991 г., т.З, с.27-28 ЗА. А. ^Щербаков, Д.Н.Коуров, В.Е.,Старцев. Э.Г.Валиулин, Г.И.Самойлешй, С.Н.Артеменко, В.Л.Каминский, А.И.Акимов, А.П.Чернякоьа. Аномальная дисперсия поверхностного импеданса и отрицательная диэлектрическая проницаемость в Т12®а2с;г12си3010+5 Фиаика Металлов и Металловедение,

1992, N0.2, с.74-80 .4А. -А.С.Щербаков, Д.Н.Коуров, В.Е.Стэрцев, Э.Г.Валиулин, Г.М.Самойленко, С.Н.Артеменко, В.Л.Каминский. Особенности поверхностного импеданса и отрицательная диэлектрическая проницаемость в ВТСП соединениях в области частот 2-6 ГГц // Физика низких температур, 1991, т.17, с.773

ЛИТЕРАТУРА:

1. Lin Vf., Spalt D., Batterman B.W. / Study of the «-phase in Zr-НЪ alloys by Mossbauer and x-ray diiiuse scattering. // Phys. Rev.B, 1976, v.13, Ho.12, pp.5158-5169

2. А.С.Щербаков, М.И.Кацнельсон, А.В.Трефилов и др. / Низкочастотная динамика в металлических сплавах: "сегнетоэлектрические аномалии на конечных частотах // Письма в ЖЭТФ, 1987, т. 46, вш.9, с.367-370

3. А.С.Щербаков, М.И.Кацнельсон, А.В.Трефилов и др. /Гигантское поглощение мощности электромагнитного поля в проводящих керамиках. // Письма в КЭТФ, 1987, т.46, вып.З, с.1И-114

4. А.С.Щербаков, М.И.Кацнельсон, А.В.Трефилов и др. / „Сегнетоэлектрические1' аномалии на конечных частотах в

LagCu04 и La, ggs^o 175Си04' /У 19СТ* т'64' ЕЫП-4'

с .735^741

5. А.С.Щербаков, М.И.Кацнельсон, А.В.Трефилов и др. / Гигантское поглощение мощности высокочастотного электромагнитного поля в высокотемпературных сверхпроводниках. // ФММ. 1987, т.64, вып.4, с.742-746

6. Щербаков A.C., Валиулин Э.Г., Воженштейн Я.В. / Магнитпо-немагпитный переход и автономность электронные подсистем компонентов в сплавах Ti-län. // ФТТ, 1986, т.28, вып.8, с.2416-2423

7. Щербаков A.C., Булатов E.H., Волкенштейн Н.В. / "Атомное туннелкропзнив" в сплавах с дальним кристаллическим порядком. // ФТТ, 1987. т.29, вып.4, с.990-994

8. Л.Д.Ландеу, Е.М.Лившиц. Электродинамика сплошных сред. -М.:Наука, 1982 г.- 620 с.

9. T.Porsival, J >.3.Thorn, R.Driver. - Electronic Lett., 1987, 23, p.1¿25

10. A.M.Avasthi, J.r.Carinl, B.Alavi et. al. / Millimeter -wave surface impedance measurements of YBa^Ci^G^g ceramic superconductors. // Sol.St.Commun., 1988, 67, p.373 - 377

11. Проблема высокотемпературной сверхпроводимости. Под ред. В.Л.Гинзбурга и Д.А.Киржница, М.: Наука, 1977 г., 400 с.