Экспериментальное исследование ядерной магнитной релаксации меди в сверхпроводниках Y1-X Yb x Ba2 Cu3 O7-y методом ЯКР тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

О 4 ~ с ?

КАЗАНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В. И. УЛЬЯНОВА-ЛЕНИНА

На правах рукописи

НАЛЕТОВ Владимир Вениаминович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЯДЕРНОЙ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ МЕДИ В СВЕРХПРОВОДНИКАХ ^.х^г^-у МЕТОДОМ ЯКР

01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

КАЗАНЬ - 1992

Работа выполнена на кафедре квантовой электроники и радиоспектроскопии Казанского государственного университета

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор Теплое М.А.

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

Тарифуллин И. А.

- доктор физико-математических наук Якубовский А.Ю.

Ведущая организация - Институт физики металлов УрО РАН

(г. Екатеринбург)

Защита состоится 29 октября 1992 г. в 143° ча( на заседании специализированного Совета Д 053.29.02 п] Казанском государственном университете им. В.И.Ульянова-Лени! (420008, г.Казань, ул.Ленина, 18).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиоте1 университета.

Автореферат разослан 29 сентября 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, д.ф.-м.н., профессор

Малкин Б.

Общая характеристика работы

!•.":'.Актуальность темы исследования. Со времени открытия высо-(отемпературной сверхпроводимости (ВТСП) прошло уже шесть лег, )днако до сего времени механизм ВТСП остается неясным. По этой фичине продолжают оставаться актуальными исследования ВТСП :оединений всеми методами, позволяющими получить информацию о токальной структуре вещества, в том числе и исследования мето-шми магнитного резонанса.

Цель настоящей работы - исследование кристаллической :труктуры, электронного строения и магнитных свойств соедине-1ий 1-2-3 сверхпроводящего состава методом ядерного квадру-юльного резонанса (ЯКР).

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1.Впервые изучена на частотах ЯКР температурная зависи-юсть скорости спин-спиновой релаксации ядер меди в соединении ;Ва2СизОб и дана оценка времени корреляции флуктуация сверхгонких магнитных полей на ядрах Сч(2) при Г>Т : -с*2 ■ ю".15с.

с

2.Впервые систематически изучено влияние дефицита кисло-юда "у" на скорость релаксации ядер Си(2) в сверхпроводйиках ГВагСизС>7 на частоте ЯКР 31,5МГц. Установлено, что при Т>Т >езкий спад скоростей г'^у), Г'^у) приходится на область гначений "у" за порогом перколяции фазы Орто-1: у>0,23.

3. Впервые систематически изучено на частотах ЯКР меди 1лияние парамагнитных примесей УЬ3* на спин-решеточную релак-:ацию ядер Си(1) и Си(2) в сверхпроводящих образцах '. УЬ Ва Си О . Экспериментальные данные, относящиеся к об-

1-х х _ 2 3 7-у

гасти низких температур, описываются на основе существующих федставлений о ядерной релаксации через парамагнитные приме-:и. Обнаружено, что введение примеси УЬ3'' влечет за собой воз-1икновение дополнительного канала релаксации ядер Си(1), не :вязанного с прямым воздействием флуктуирующих локальных маг-[итных полей от ионов УЬ3+.

4. Впервые систематически изучена на частотах ЯКР спин-пиновая релаксация ядер меди в сверхпроводящих образцах

_хУЬхВа2Сиз07_ в слабых магнитьах полях при Т=4,2К. Обнару-:ено, что ядра Си(2) связаны сильным спин-спиновым взаимо-:ействием с парамагнитными центрами меди в "плоскостях" Си02.

-3-

Практическая ценность данной работы заключается в том что в ней, в отличие от других работ подобного рода, больше внимание уделяется измерениям спин-спиновой релаксации яде; меди и на конкретных примерах (параграфы 3.1, 3.3,.3.5) пока зывается эффективность этой методики импульсного ЯКР 1 применении к исследованиям ВТСП.

Автор защищает

1) результаты экспериментального исследования релаксаци! ядер 63Си в УВагСиз07 (у=О,05; 0,18) при Г=4,2+300К.

2) результаты экспериментального исследования релаксаци: ядер 6ЭСи в УВа2Сиз07_^ в зависимости от содержания кислород! (у=0,11+0,43) на частоте ЯКР 31,5МГц при Т=4,2К и 120К и и: интерпретацию;

3) результаты экспериментального исследования спин-решеточной релаксации ядер 63Си в У^ ^УЬ^Ва^и^О^ (х=0+0,027) при Т<Гс«92К и их интерпретацию;

4) результаты экспериментального исследования на частота: ЯКР при температуре 4,2К спин-спиновой релаксации ядер 63С1 в У УЬ Ва Си О (Г =83*93 К и х=0; 0,012; 1) в слабых маг-

1-х х 2 37-ус '

нитных полях и их интерпретацию.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Итоговой конференции КГУ за 1987 год (Казань, 1988), 25-м Всесоюзном совещании по физике низких температУ1 (Ленинград, 1988) , XVIII Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (Калинин, 1988), 1 Всесоюзном совещании по ВТСГ (Харьков, 1988), Международном семинаре по ВТСП (Дубна, 1989), II Всесоюзном совещании по ВТСП (Киев, 1989), X Международноь симпозиуме по эффекту Яна-Теллера (Кишинев, 1989), Двухстороннем СССР и ФРГ семинаре по ВТСП (Таллинн, 1989), 25 Конгрессе Ампер -(Штуттгарт, 1990), 26-м Всесоюзном совещании по физике низких температур (Донецк, 1990), Международной конференции пс ВТСП и ЛЯ (Москва, 1991), III Всесоюзном совещании по ВТСГ (Харьков, 1991), 29-м Совещании по физике низких температур (Казань, 1992).

Публикации■ Основное содержание работы отражено в двадцати научных публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе-

-4-

ния, трех глав, заключения, библиографии (143 наименований). Работа содержит-159 страниц машинописного текста, в том числе 35 рисунков и 8 таблиц.

Содержание работы

В первой главе дан обзор литературы по ЯМР к ЯКР меди в соединениях УВа Си О . Обзор играет роль введения в предмет

2 3 7-у

исследований, из 82-х содержащихся в ном ссылок на литературу 70 ссылок относятся непосредственно к работам по ЯМР/ЯКР, выполненным в 1987-1992 годах.

Во второй главе описаны экспериментальная техника, созданная при участии автора (импульсный ЯКР-релаксометр, система измерения и стабилизации температуры, магнитная система), и методики приготовления образцов, определения критической температуры, измерения скоростей ядерной магнитной релаксации.

Третья глава содержит описание и интерпретацию результатов всех экспериментов, выполненных автором диссертации.

В параграфе 3.1 представлены данные измерений нэ частотах ЯКР скоростей спин-решеточной релаксации (СРР) и спин-спиновой релаксации (ССР) ядер 63Си в образцах УВа Cu О (Т =93К,

2 3 6,95 с

v , =31,5МГц, v =22,ОМГц) и YBa Си О „„ (Т=75К,

С и(2 > Си( 1) 2 3 6, 82 с

1>Сц(г)=30,6+30, 8МГц, i>Cu (1 ^22, 1МГц/ только "быстрорелаксирую-щие центры") при температурах 4,2+ЗООК. Данные о СРР ядер меди в первом из упомянутых образцов повторяют и подтверждают результаты измерений других авторов, остальные данные получены впервые. Обнаружено, что увеличение дефицита кислорода "у" от 0,05 до 0,18 приводит к качественному изменению температурной зависимости СРР: на кривой т"1(Г) для ядер Си(2) исчезает излом при Т~Тс, а релаксация ядер Си(1) замедляется и теряет сильную зависимость от температуры при Т>Т . Экспериментальные

с

данные анализируются на основе теоретической модели электронного строения YBa Cu О , предложенной Завидоновым и

1 ) 2 3 7-у

Ереминым (ЗЕ) . Эта модель позволяет хорошо описать температурные зависимости СРР, однако экспериментальные данные о ССР ядер меди согласуются с моделью ЗЕ значительно хуже.

Спин-спиновая релаксация ядер меди характеризуется сле-

1) Завидонов А.Ю. и др.-СФХТ.-1990.-Т.З,Но 8.-С.1597-1611.

-5-

дующими особенностями (рис.1): 1) зависимость Г*'(Т) ядер Си(2) имеет ступенчатый вид, спад скорости Г^1 при понижении температуры начинается при Г«100К; 2) при Г»35К наблюдается ускорение релаксации ядер Си(2); 3) скорость Т"1 ядер Си(1) слабо изменяется в диапазоне Г=4,2+200К; 4) скорости Т'1 ядер Си(2) и Си(1) при Т=4,2К заметно превосходят скорости ССР, обусловленной только диполь-дипольным взаимодействием ядерных моментов меди. Показано, что превышение скорости Г"1 ядер Си(2) при Г>100К относительно ее значения при 4,2К определяется флуктуирующими сверхтонкими магнитными полями на ядрах меди. Впервые произведена оценка времени корреляции флуктуация: X «2-10-15с.

С

Т8-1, 10а с"1 Т2~'. Ю3 с"1

образцах УВа Си О „ (а) и УВаСи О „„ (б); пунктирные линии

236,95 236,82 ^^

- вклад за счет днполь-дипольного взаимодействия ядер Си, сплошные линии - расчет по модели Завидонова и Еремина1'.

Параграф 3.2 представляет собой часть обзора, посвященную аналцзу фазового состава, транспортных и магнитных свойств соединений УВа Си О

2 3 7-у

Основные выводы параграфа:

1. Соединения УВагСизС>7 с дефицитом кислорода О.ОбзугО.ЗЗ являются неоднородными. Равновесный состав их можно условно определить как совокупность одной сверхпроводящей и двух несверхпроводящих фаз:

- упорядоченная фаза Орто-Х является сверхпроводящей, "90К-

-Б-

плато" в зависимости Тс(у) обеспечивается, по-видимому, пер-коляциёй кластеров Орто-I с минимальным размером в плоскости аЬ порядка сверхпроводящей длины когерентности £abt порог перколяции у «0,22 2);

с

- частично-упорядоченная фаза Орто-III (стехиометрический состав у=0,33, пары "полных" цепей перемежаются одиночными "пустыми"3') не является сверхпроводящей вследствие малой длины "структурной когерентности"4' в направлении оси a ь)•

- разупорядоченная фаза включает-в себя кластеры, содержащие случайные одиночные, двойные и' тройные вакансии в позиции 0(1) или короткие цепи этих вакансий.

2. Объем фазы Орто-I быстро сокращается с появлением кислородного дефицита3'5>: при у=0,06 он уменьшается приблизительно на 1/3, а при у=0,!5 достигает »50% объема образца.

3. Несверхпроводящие фазы вещества содержат значительное количество магнитных центров Си2+ 6). Структура центров неизвестна, наиболее вероятными представляются одиночные "дефектные" локализованные центры Cu2+, а также парные обмённо-саязанные комплексы Си(I)-Си(2) 7> и Cu(2)-Cu(2) 8). Характерные энергии магнитных возбуждений - от 10К до ЗООК 1' 9).

4. Магнитные центры Си2* оказывают, по-видимому, сильное влияние на измеряемые в экспериментах -интегральные магнитные2'61 и транспортные10'11' характеристики сверхпроводника УВагСиз07у в режиме "слабого допирования", в том числе, на спектральные и релаксационные параметры ЯМР(ЯКР)12' 13!

2) Osofsky M.S. et al.-Phys.Rev.B.-1992.-V.45.-P.4916-4922.

3) Ceder G. et al.-Physica C.-1991.-V. 177.-P.106-114. McCormack R. et al.-Phys.Rev.B.-1992.-V. 45.-P.12976-12987.

4) Jorgensen J.D.et al.-Physica C.-1991.-V.185-189.-P.184-189.

5) Graf T. et al.-J.Less-Common Met.-1990.-V.159.-P.349-361.

6) Fisher R.A., Gordon J.E. Phillips N.E. The Debye temperature of YBa2CU307_5 and its dependence on the volume fraction of superconductivity // Preprint.-1992.

7) Stankowski J.et al.-Acta Phys.Pol.A.-1991.-V.80.-P.571-581.

8) Aharony A. et al.-Phys.Rev.Lett.-1988.-V.60.-P.1330-1333.

9) Rossat-Mignod J. et al.-Physica c.-1991.-V. 185-189., -P.86-92.

В параграфе 3.3 представлены результаты исследования зависимости скоростей релаксации ядер 63Си на частоте ЯКР 31,5МГц от содержания кислорода в образцах УВа2СизС>7 при температурах 4,2К и 120К.

1. Скорость Т'1 при Г=4,2К не зависит от у. По-видимому, при низких температурах СРР ядер 63Си происходит через парамагнитные примеси. Сопоставив имеющиеся в литературе данные о СРР ядер Си(2) и Си(1) в разных образцах УВаСиО, можно достаточно уверенно утверждать, что отсутствие зависимости скорости Г"1 от у и, в частности, отсутствие заметного скачка этой скорости в области у=0, 2+0,3 есть доказательство эквивалентности резонирующих на частоте 31,5МГц ядер меди во всех изученных образцах.

2. Спин-спиновую релаксацию при Г=4,2К характеризует заметная зависимость от у: «в области у>0,3 скорость Т"1 имеет величину близкую к той, которая определяется магнитным диполь-дипольным

3 - 1

взаимодействием ядер меди (4,2-10 с , см. параграф 3.1), а при уго,25 эта скорость приблизительно вдвое больше. Последнее свидетельствует о том, что в образцах с у<0,25 действует дополнительный механизм спин-спиновой релаксации ядер меди. Почти неизменное при Т=4,2К значение скорости Г"1 в области у от 0,2 до 0,3, где обе скорости (Г^1 и Т~1) при Т=120К катастрофически замедляются, говорит о том, что дополнительный механизм ССР резонирующих ядер меди не зависит от концентрации

носителей тока в "плоскостях" СиО .

2

3. Обе скорости (Г~ 1 и т"1), измеренные при Т=120К, обнаруживают не слишком сильную, но все же заметную зависимость от дефицита кислорода в области у^О.гз. На наш взгляд, этот факт

10) Cohn J.L. et al.-Phys.Rev.B.-1992.-V.45.-P.13140-13143.

11) Bonn D.A. at al.-Phys.Rev. Lett.-1992.-V.68.-P.2390-2393.

12) Tei M. et al. Anomaly of Cu NQR transverse relaxation in YBa2Cu307_5 // The Physics and Chemistry of Oxide Superconductors / Eds. Iye Y., Yasuoka H.-Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1992.-P.369-371.

13) From underdoped to overdoped regime in YBa Cu O ; an NMR

2 3 6 * y

investigation of single crystals / Berthier C. et al. (to be published in Applied Magnetic Resonance).

<Р 63Си на частоте 31,5МГц. Во всех образцах УВа2Сиз07у с <0,5 эта линия обязана центрам б3Си2+(2) в плоскостях СиО .

зосто отражает монотонную зависимость скоростей ядерной ре-

жсации при Т>Тс от концентрации носителей тока. Однако в уз-

?й области значений 0,23зуао,25 происходит резкий спад обеих

соростей, который свидетельствует о скачкообразном качествен-

зм изменении состояния вещества. Этот скачок приходится как

2 )

53 на порог перколяции фазы Орто-Х ус=0,22±0,03

В целом, анализ всей совокупности экспериментальных дан-лх (включая результаты работ14'15') с учетом выводов парагра-а 3.2 приводит к следующим заключениям о происхождении линии

1 Си 0„

2 3 7-у

"2"

эзонанс в образцах с у*0,23 наблюдается от ядер Си(2) в сис-вме связанных кластеров Орто-1 ("90К-плато"), в образцах с ефицитом кислорода у от 0,23 до -0,3 - от ядер Си(2) в систе-в несвязанных (и непроводящих) кластеров Орто-1 субкритичес-ого размера ~15 1), в образцах с у^0,3 - от ядер Си(2) в

а Ь

впроводящих кластерах фазы Орто-111.

Параграф 3.4 посвящен изучению СРР ядер 63Си в средине-иях У1_хУЬхВа2Сиз07_у (Тс«Э2К), легированных иттербием х=0+0,027). Обнаружено, что обусловленные парамагнитной • при-есью УЬ3* приращения скоростей V(х,Г)=Г~1(х,Г)-Т~1(О,Г) ядер и(1) и Си(2) различаются не только количественно, но и ка-ественно (рис.2): 1) при Т=4,2К в области малых х (¿0,012) еличины V линейно связаны с концентрацией УЬ, отношение Си(1)/"Си(2) приблизительно равно 2; 2) с ростом температуры т 4,2К до ЗОК величины V , , увеличиваются, тогда как вели-

Си ( 1 )

ины V , , от температуры не зависят. "Собственный" механизм

С и ( 2 ) ' г

елаксации ядер Си(2) при 4,2К становится совершенно неэффек-ивным по сравнению с механизмом ядерной релаксации через при-есь УЪ3 + . Анализ экспериментальных данных в рамках представ-ений о ядерной релаксации через парамагнитные примеси показал ледующее. В соединениях У1 хУЬ^Ва2Сиз07 при Т=4,2К реали-уется случай быстрых флуктуации локальных магнитных полей от онов УЬЭ+ на ядрах меди, причем временем корреляции флуктуций вляется время -с СРР ионов УЬ3*. Скорость ССР ионов УЬ3+

4) Vega A.J. et al. -Phys. Rev. B.-1989. -V. 39. -P. 2322-2332..

5) Warren W.W., Jr. et al.-Phys.Rev.В.-1989.-V.39.-P.831-834.

-9-

— 1 9—1

(т2 »10 с ), вычисленная как корень квадратный из второ

момента линии ЭПР УЬЭ становится сравнимой скоростью СРР С^1) п концентрации хкО,01.

Рис.2. Зависимость прир шения скорости спин-реш точной релаксации V яд 63Си от температуры У, УЬ Ва Си О (Т «92

1-х х г 37-у с

Возрастание величины с повышением температуры

связано с прямым воздействием флуктуирующих локальных полей I

3 +

ионов УЬ (в противном случае наблюдалась бы не менее сильн;

температурная зависимость величины ^Сц(2,)- Вместе с тем, пр:

ращение "Си(1) в интервале Т=4,2+30К все же зависит от КО!

центрации иттербия. Поскольку содержание кислорода во всех о(

разцах предполагается одинаковым (по условиям приготовлен!

образцов), остается допустить, что возникновение дополнител:

ного механизма СРР ядер Си(1) обязано разупорядочению кислор(

да в ближайших к примесным ионам УЬЭ+ "цепях" СиО и образов«

нию вблизи дефектов парамагнитных медно-кислородных комплекс«

В параграфе 3.5 описаны исследования ССР ядер 63Си(2)

бзСи(1) в неориентированных порошках хУЬхВа2Сиз07

(Т ~92К, х=0 и 0,012; Т ~83К, х=1) и ядер 63Си(2) в ориентир«

ванном порошке УВа2СизО?_ (Ге«92К) при температуре 4,2К

слабых магнитных полях. Эти эксперименты имели целью обнаружь

2 +

ние косвенным методом парамагнитных центров Си и изучену влияния этих парамагнитных центров на ССР ядер меди. Эксперу менты с неориентированными порошками позволили установить сле дуюшие особенности ССР ядер меди в слабых полях (рис.За).

Си(1). Скорость релаксации во всех образцах уменьшается пр включении поля. Это согласуется с представлением о том, чт при расщеплении ядерных дублетов |±1/2>, I±3/2> магнитным пс лем диполь-дипольное взаимодействие ядер меди ослабевает из-э расстройки резонансных частот. Полное замещение диамагнитнь

-10-

ов У3* на парамагнитные ионы УЬ * не приводит к заметному растанию т"1.

и(2). Скорость релаксации возрастает при включении поля, тигает максимума при Н»50Э и лишь затем падает. В образцах Ь и УЬ скорость Г"1 в поле Н=0 выше, чем в образце У , что ественным образом объясняется спин-спиновым взаимодействием р Си(2) с близкорасположенными магнитными ионами УЪ .

103с-1 Тя"1, 103е-1

- I—т—I-ч - | —I ч -I -I—| г 1' г г4 111 1 Л р — | I — 1 » 1 »1 1

О 50 100 . 150 Н, Э

16 14 12 10 в

О 20 40 60 80 Н, Э

6 Н1с'

I нхс |т , Ф

* /НЦй^-Му:

* И||„'

нпс

| _I_ '_1_I_1_

.3. Скорости ССР ядер 63Си в неориентированных порошках Си О (У), У УЬ Ва Си О (У:УЬ), УЬВа Си О

2 37-у4'' 0,988 0,012 2 37-у1 / 2 37-у

) (а) и в ориентированном порошке УВа2Сиз07 (б) в нитном поле при температуре 4,2К.

Результаты экспериментов с неориентированными порошками детельствуют о том, что ядра Си(2) связаны сильным спин-новым взаимодействием с парамагнитными центрами. Отсутствие яния этих центров на ССР ядер Си(1) и очень сильное (такое как у ионов УЬ3+) воздействие на ССР Си(2), указывает на ализацию этих центров в "плоскостях" СиО . Мы предполагаем, такими центрами могут быть ионы Си2+, которые расположены епосредственном соседстве с резонирующими ядрами Си(2), надлежащими сверхпроводящей фазе вещества. В работе пронзены расчеты вероятностей электронных переходов на частоте 5МГц в системе электронно-ядерных уровней энергии 63Сиг* в риентированном порошке УВа2Сиз07. Результаты расчетов пока-ают, что электронные переходы, способные обеспечить флип-п процесс и обмен энергией между парамагнитными ионами

-11-

S3C\i2* и резонирующими ядрами 63Cu(2), попадают в область ма нитных полей 0+200Э.

В экспериментах с ориентированным порошком УВагСиз07 обнаружено (рис.36), что положение максимума скорости ССР яд 63Си(2) в слабых полях зависит от ориентации поля относитель

кристаллической оси с: "пик" T~J наблюдается в поле Я=10Э,

-1 2 "пик" ТгА - в поле Я=5Э. Зеемановское расщепление уровн

энергии парамагнитного центра со спином 1/2 и д-фактором

сравнивается с величиной Л-31,5МГц в поле «10Э; для выполнен

условия дц H=hv в поле «5Э требуется величина д~4. Подобн в о

анизотропия g-фактора характерна для дублета |±1/2> парама нитного центра со спином 3/2, когда начальное расщепление со тояний |±1/2> и |±3/2> много больше зеемановских расщеплени О возможном существовании в плоскостях СиОг парамагнитн комплексов со спином 3/2, образованных ферромагнитн связанными парами меди Cu2*-0~-Cu2+, упоминалось в работе8'.

В целом исследования ССР ядер меди в слабых магнитных п лях показывают,, что ядра Си(2) связаны сильным спин-спинов] взаимодействием с парамагнитными центрами в "плоскостях" СиО Возможными кандидатами на роль этих центров являются одиночн; локализованные центры Си2*(2) в несверхпроводящих фаз (кластерах) вещества и хмедно-кислородные комплек

р + ' 5 л

Си(2) -О -Си(2) со спином 3/2.

Основные результаты работы

1. Методом ЯКР исследована магнитная релаксация ядер 63 в образцах УВа2Сиз07у (у=0,05; 0,18). Обнаружено, что темп ратурная зависимость скорости ССР ядер меди качественно изм< няется при увеличении дефицита кислорода от 0,05 до 0,18: i кривой г"1(Т) для ядер Си(2) практически исчезает излом п| и зависимость т'1(Т) становится более пологой-только ni Г=160К, скорость релаксации ядер Cu(i) в интервале температ; 80+200К имеет слабую температурную зависимость. Увеличен: скорости ССР Т'1 ядер Си(2) в УВагСизОб g при Г>100К объясн: ется флуктуирующими магнитными полями на ядрах меди. Оцен! времени корреляции флуктуация дали величину ~2-10"15с. CKopoi ти Г"1 ядер Си(2) и Си(1) при Т=4,2К заметно превосходят cki

-12-

рости релаксации, обусловленные только диполь-дипольным

6 з _

взаимодействием ядерных моментов Си.

2. Экспериментально исследована зависимость магнитной релаксации ядер 63Си в образцах УВа2Сиз07_ (у=0,11+0,43) от содержания кислорода на частоте ЯКР 31,5МГц при температурах 4,2К и 120К. Дефицит кислорода у*0,25, при котором обнаружено резкое уменьшение скоростей ССР и СРР ядер меди (Г=120К), совпадает с порогом перколяции фазы Орто-Х. Высказано предположение, что сигнал ЯКР медленнорелаксирующих центров меди на частоте 31,5МГц при 0,23^у^0,3 принадлежит ядрам 63Си(2) в неметаллических микродоменах фазы Орто-1.

3. Экспериментально исследована СРР ядер 63Си в образцах

Y Yb Ва Си О (х=0; 0,005; 0,012; 0,027) при Т<Т *92К. 061-х х 2 37-у • ' с

наружсно различное поведение приращения скорости !/(х,Г)= =Г~1 (х.Г)-!'"1 (0,Т) ядер Си(1) и Си(2): WCu(2) при х*0,012 линейно зависит от концентрации ионов Yb и не меняется в температурном диапазоне 4,2+ЗОК, (х=0,005+0,012) повышается при увеличении температуры от 4,2К до ЗОК. Показано, .что в соединениях Yi xYbxBa2Cu307 (Тс~Э2К, xsO.Ol) при Т=4,2+30К реализуется случай быстрых флуктуации магнитных моментов ионов Yb3 + , причем скорость флуктуации не превышает 109с-1 и определяется спин-решеточной релаксацией ионов Yb3*. Температурная зависимость приращения скорости СРР ядер Си(1) указывает на наличие дополнительного (стимулированного примесными ионами Yb) механизма СРР, связанного, по-видимому, с разупорядочением кислорода в ближайших к примесным ионам "цепях" СиО.

4. Экспериментально исследована на частотах ЯКР при температуре 4,2К спин-спиновая релаксация ядер 63Си в неориентированных порошках Y Yb Ва Си О (Т =92К, х=0 и 0,012;

1-х X 2 37-у с

Г^^вЗК, х=1) и магнитно-ориентированном порошке YBaaCu307_ (Т »92K) в слабом магнитном поле. Обнаружено возрастание скорости ССР ядер Си(2) и уменьшение скорости ССР ядер Си(1) при увеличении внешнего магнитного поля. В магнитно-ориентированном порошке отчетливо выделяется максимум Г~1 ("пик" в поле Н=10Э и "пик" в поле Я=5Э) ядер 63Си(2), положение которого зависит от ориентации магнитного поля относительно кристаллической оси с. Делается вывод, что ядра Си(2) связаны сильным спин-спиновым взаимодействием с парамагнитными центра-

-13-

ми, локализованными в "плоскостях" СиО . В качестве кандидатов

2

на роль этих центров называются "дефектные" центры Cu +, которые расположены в непосредственном соседстве с резонирующими ядрами Си(2) и парамагнитные медно-кислородные комплексы со спином 3/2.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях.

1. ЯМР и ЯКР в высокотемпературной сверхпроводящей керамике / Бахарев О.Н., Егоров A.B., Жданов Р.Ш., Налетов В.В., Таги-ров М.С., Теплов М.А.-Труды Итоговой конференции КГУ за 1987 год (Казань, 1988 г.): Тез. докл.-С.43-45.

2. Уменьшение скорости поперечной релаксации ядер 63Си в УВа2Сиз07 при Т<?с / Бахарев О.Н., Жданов Р.Ш., Егоров A.B., Еремин М.В., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов М. А. -Письма в ЖЭТФ.-1988.-Т.47.-Вып.8.-С.383-385.

3.'Сужение однородной ширины линии ЯКР 63Си в YBa2Cu307 ä при Г<Т / Бахарев О.Н., Егоров A.B., Жданов Р.Ш., Еремин М.В.,

с

Налетов В.В., Тагиров И.С., Теплов N. А.-25 Всес. совещ. по физике низких температур (Ленинград, 25-27 октября 1988 г.) Тез. докл.-Ч.1.-С.35-36.

4. Исследование локальных полей на ядрах 63Си в УВа Cu О ..

г 2 3 . 7-О

методом ЯКР / Бахарев О.Н., Егоров A.B., Жданов Р.Ш., Еремин И.В., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов И.А. -XVIII Всес. конф. по физике магн. явлений (Калинин, 3-6 октября 1988 г.): Тез. докл.-С.35-36.

5. Ширина линии ЯКР бзСи в УВагСиз07 § / Бахарев О.Н., Егоров A.B., Еремин И.В., Жданов Р.Ш., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов М. А. -1 Всес. совещ. по высокотемп. сверхпроводимости (Харьков, 20-23 декабря 1988 г.): Тез. докл.-Т.II.-С.91-92.

6. Модели центров квадрупольного резонанса ядер меди в УВ_агСиз07_6 / Еремин М. В. , Грабой Н.Э., Егоров A.B., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов М.А.-Письма в.ЖЭТФ.-1989. -Т.49.-Вып.8.-С.446-448.

7. 63Cu nuclear spin-spin relaxation and local singlet pairing models in УВа2СизС>7 ^ / Eremin M.V., Graboy I.E., Egorov A.V., Naletov V.V., Tagirov M.S., Teplov M.A.-International seminar on high temperature superconductivity (Dubna, June28-Julyl 1989): Proc.-P.69.

8. Модели магнитной релаксации ядерных спинов Си(2) в YBa Си О / Завидонов А.Ю., Еремин М.В., Егоров A.B., На-

2 3 7 - у '

летов В.В., Тагиров М.С., Теплов М.А.-Письма в ЖЭТФ.-1989. -Т.50.-Вып.4.-С.179-181 .

9. Модели центров ЯКР меди в YBa2Cu3°7_s / Еремин М.В., Егоров A.B., Грабой И.Э., Завидонов А.Ю., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов M.A.-II Всес. совещ. по высокотемп. сверхпроводимости (Киев, 25-29 сентября 1989 г.): Тез. докл.-Т. 1.

-С.192-193.

10. ЯКР меди и спаривание 3d-2p дырок в YBa2Cu307_ä / Еремин М.В., Бахарев О.Н., Жданов Р.Ш., Грабой И.Э., Завидонов А.Ю., Егоров A.B., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов М.А. -X Международный симпозиум по эффекту . Яна-Теллера (Кишинев, 25-29 сентября 1989 г.): Тез. докл.-С.57.

11. 6 3Си NOR and Nuclear Relaxation in YBa Си О . / Zavidonov

2 3 7 - о

A.Yu., Eremin M.V., Egorov A.V., Naletov V.V. , Tagirov M.S.,. Teplov M.A.-Proc. of the USSR and FRG Bilateral Seminar (Tallinn, 0kt.30-Nov.5, 1989): Abstraes.-P.255-2-56.

12. Models of 63Cu NQR centers and nuclear relaxation in YBa2Cu307 s / Eremin M.V., Anlkeenok O.A., Egorov A.V., Zavidonov A.Yu., Naletov V.V., Tagirov M.S., Teplov M.A., Chebotaev N.M.-Progress in High Temperature . Superconductivity. -1990. -V. 21.-P.538-543.

13. 63Cu nuclear magnetic relaxation in YBaCuO / Bakharev O.N., Egorov A.V., Naletov V.V., Tagirov M.S., Teplov M.A.-25 Congress Ampere (Stuttgart, 1990): Abstracts.-P.271-272.

14. Ядерный квадрупольный резонанс и ядерная магнитная релаксация в YBa2Cu307_ä / Завидонов А.Ю., Еремин М.В., Бахарев О.Н., Егоров A.B., Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов М.А. -СФХТ.-1990.-Т. 3.NO 8.-С.1597-1611.

15. Ядерная магнитная релаксация 63Си в соединениях YBa Си О и YBa Си О о„ / Бахарев О.Н., Егоров A.B.,

2 3 6,95 <236,82

Налетов В.В., Тагиров М.С., Теплов М.А,- 26 Всес. совещ. по физике низких температур (Донецк, 19-21 июня 1990 г.): Тез. докл.-С.44-45.

16. Спин-решеточная релаксация ядер 63Си в Y Yb Ва Cu О

1-х х 2 3 7 ■ у

при низких температурах / Налетов В.В., Егоров A.B., Жданов Р.Ш., Тагиров М.С., Теплов М.А.-ФНТ.-1991.-Т.17, No 10.

-15-

-С.1341-1344.

17. Спин-спиновая релаксация 63си(2) и локализованные центры

Си2 *(2) в УВа2Сиз07^ / Аникеенок O.A., Еремин М. В., Жданов Р.Ш., Налетов В.В., Родионова М.П., Теплов М.А. -Письма В ЖЭТФ.-1991.-Т.54.-Вып.3.-С.154-159.

18. 63Си spin-lattice relaxation in Y Yb Ba Си О at low

1-х x 2 3 7 - у

temperatures / Naletov V.V., Egorov A.V., Zhdanov R.Sh., Tagirov M.S., Teplov. M.A.-lnt. conf. of HTSC-LP (Moscow, May 11-15, 1991): Abstracts.-P.S12.

19. Спин-решеточная релаксация ядер 63Cu в Y ^Yb BazCu О / Налетов B.B., Егоров A.B., Жданов Р.Ш., Тагиров М.С., Теплов М.А.-III Всес. совет, по ВТСП (Харьков, 15-19 апреля, 1991 г.): Тез. докл.-Т.1.-С.217-218.

20. Марвин О.Б., Налетов В.В. Поперечная релаксация ядер 63Си(2) в ориентированном порошке YBa Си.0 „ в слабых

2 3 6,95

магнитных полях // 29-е Совещание по физике низких температур (Казань, 30 июня-4 июля 1992 г.): Тез. докл.-Ч.1.-С.83.

Сдано в набор 24.09.92 г. Подписано в печать 9.07.92 г. Фори.бум. 60 х 84 I/I6. Печ.л.Г. Тираж 100. Заказ 506.

Лаборатория оперативной полиграфии КГУ 420008 Казань, Ленина, 4/5