Фононные моды в высокотемпературных сверхпроводниках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

0.1

? л Н()Л

I 3 л/и РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТГ5СРДОГО ТЕЛА

На правах рукописи ГАСПЛРОВ Лев Витальевич

ФОНОННЫЕ МОДЫ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ

Специальность 01.04.07 — физика твердого тела

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Черноголовка 1993'

Работа выполнена в Институте физики твердого тела РАН.

доктор физико-математических наук Кулаковскпн В. Д.

на заседании специализированного совета Д 003.12.01 при Институте физики твердого тела РАН по адресу: 142432, Московская область, Ногинский район, нос. Черноголовка, ИФТТ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики твердого тела РАН.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Багаев В. С., доктор физико-математических наук Шмурак С. 3.

Ведущая организация: Институт спектроскопии РАН

Защита состоится „ " __2._1993 г. в час.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета доктор

физико-математических наук

В. Д. Кулаковскпн

© Институт физики твердого тела РАМ

Общая характеристика работы Дкт^злмость.теш. В 1986 году, Ееднорц и Мхшлер открыли новые материалы 'на основе г.а о вноской (34К) температурой перехода в сверхпроводящее состояние. Новый класс веществ со столь высокой температурой сверхпроводящего перехода был назван высокотемпературным;! сверхпроводниками (ВТСП). Вскоре, другими группами были получены ВТСП с температурами перехода в сверхпроводящее состояние впготь до Г20К. В свете этого возникла проблема механизм высокотемпературной сверхпроводимости. Как этот ивхэтпи соотносится с теорией Берлина - Купера - Шркфчрэ (Ш)? Какие злемеятариме' воэбузвенсл играют в иен клеевую рель*

В ГТ71 теории Г-СПСЕИОР КОТЛЕ!"/,/! спцчтсопич сэчгаи с 'лонон'г.п?. Поэтому представляло интерес изу.елкг спзг.тра фононов в кристаллах РТПП.а таксе пргс ¡годггь га его язкмгзпгх тт" вариац:1:' •Jiscbotc; еггег»! ВГСГ, '.'.'•ттерат.у.'Г у, пчепнего Таг.ой анализ п.лшг '■-.'. •• '.■снокрист'ллтах

ВТСП »«.•"Т'ул-цельп

Лг~ п-г'г-'юи c~.ir.rra епта-тт-мх -J-'-'cncr. ::1-исльзор:»л-л:-'-п.рэссел.;..; свога , ¡с.^;-.: ,-кл хмоя мо^.^

„.запил A шс;...;;.- ¿озбуяд.-1:;-*.!.

Точисст* ¡; ь-.арешеп,о. ютора-; им у* Сн*ь А^^хигиуча ¡i СПеКТрССКО.'П! К', гн .ЭДИЧ-ДЦМ ¡JOp;ii'.v! 'ООЛЪЙ), чем ь спектроскопии »ийтрочиого РЭСОвЯЯИ«. Научная новизна,работу.

Г.пзрвг.э биди ОЦРКУСН к?: в м-?;!срристал»л8?.

vds cu.,0- (v123), 'пва .сзспл07 (т1-1212),

j t ~ A- L _ / " X

ti.,ba ,cuo.. гт1-2201;, tt„bi ..Ce.C.v ,0.. , {71-221?,) и nd-cuo. V

L u о — X , a. «w Z О - X £ **

проведено отнесение зарегистрированных фононных мод.

Впервые о«ли определены величины параметров Грюнайзена в чклюкристаллах Ti-1212.. n-220i, Ti-2212. Практическая ценность работы.

Классификация фононннх мод в • монокристаллах y123, Ti-1212, .tj-2201, Ti-2212. и nd2cuo4 и параметры Грюнайзена определенные для монокристаллов Ti-1212, Tl-2201, Ti-2212. являются тестом для проверки моделей, используемых в расчете

г

*

динамики решетки исследованных ВТСП. Кромз того, полученные экспериментальные. результаты содержат информацию об „ ангармоничном характере потенциала, в котором находигсй-дан«:--мостикового кислорода в монокристаллах У123. эта информация может быть использована при разработке - теории высокотемпературной сверхпроводимости, в частности, в техтеориях, описывающих сверхпроводимость в ВТСП как следствие сильного энгармонизма, существующего в этих веществах.-

Основные положения шнссшые на защиту. I,Проведено, отнесение колебаний в монокристаллах пгз, ' Ti-.i2.i2, 11-2201, Т1-2212 и анги^рромагнитном ка2си04. .'. 2.Оценены величины параметров. Гршайзена- в монокристаллах

Т1-1212, Г1-2201, Т1-2212, ' ; ,

3.Исследовано соотношение- явного и неявного вклада. В температурный сдвиг,частот линий,ГО в исследованных ВТСП на основе та.

4,Обнаружен и исследован ангармоничный потенциал иона мостикового кислорода в кристаллах У123. ':

Апробация результатов., ' - . .

•Полученные результаты были представлены на конференци по. физике >низких температур в Харькове 1983, на конференция по выссхотешарагурной ■ сверхпроводимости в Киав. 1989, на 13 мевднародной конференции по спектроскопии, КР в ФРГ,- 1ЭЭ2 г.,;. на VII международной конференции по рассеянию на фононах .в твердых телах, США, 1992 г. ' ■ .

Структура 'и объем дкссяргации. - " .: - -.1

Диссертация состоит из введения, пяти глав,.заключения . и списка цитированной- литературы, • содержащего Ш£ наименований. Полный объем составляет страниц, в'том числа машинописного текста, -М. таблиц и 3*2. рисунков. '..

. . ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА' ЗАДАЧИ - .. ■/ ' '

.В этой главе приводится обзор- основных теоретических"и■ -экспериментальных'- работ по изучению . КР ; - -.света в';, высокотешературйых. сверхпроводниках, а так&е формулируется постановка задачи-исследования.

Комбинационное рассеяние света является одним из наиболее мощны* инструментов для фундаментальных исследований твердых тел. Метод комбинационного рассеяния света позволяет определить многие элементарные возбуждения в твердо телах в Г-точке .Зоны Бриллюэна. По сравнению с другими спектроскопическими методами исследования, такими как рассеяние нейтронов, у КР есть ряд преимуществ:

а) Минимальный объем образца необходимый для получения , достоверной Информации при исследовании методом КР может быть очень мал (лазерное пятно -10мкм и глубина проникновения -1000А). В случае неупругого рассеяния нейтронов, сечение рассеяния которых мало, характерный объем, необходимый для исследования, должен бить больше 1см3. Поскольку обычный размер монокристаллов ЕТСП ограничен , го КР более предпочтительно для их исследования. . .

б .¡Спектральное разрешение, которое мо.-шо достичь в 1С? порядка 0.1см"! - 1,г Ш"5еУ о.15к, что на .один-два порядка л;,--::;;, чем в сяектроск-лй« нейтронного рассгятая. •

з)Спзктрсмэтры 125 света мо!'ут оборудован;!

микроскопом. Благодаря отому иожяо получать информацию с неоднородных образцов, з частности, могу/ быть исследовав« сростки монокристаллов.

КР- света может происходить как с испусканием фонона (стоксовоэ рассеяние), так и-' с ярглокекиеи (антистоксовое рассеянно). При низких температурах доминирует испускание фонояовПри Солее шгэглх температурах ^оно'кы могут также поглощаться, з -результате чего появляется • антистоксовое рассеяние. .Отношений интенсивности антистоксового . к стоксовому рассеянию 1ае/1а может быть использовано ' для определения температуры рассеивающего объема- образца т0..эта . температура может отличаться от общей из-за лазерного перегрева.В случае процессов первого порядка отношение г„/лв равно просто Больцмановскоиу фактору ехр(-лы/кт), (подразумевается, что другие факторы, влиявшие на интен- • сивность рассеяния, остаются одинаковыми з стоКсовом и антистоксовом рассеянии.. В принципе, это условие'может нарушаться,

з

если частота лазера близка к частоте электронных, переходов в твердом теле).

К моменту проведения исследований бил опубликован ряд работ, где было представлено отнесение фононных мод, зарегистрированных ' в различных БГСП. В основном это были работы, проведение на керамиках, когда невозможно измерении поляризованнах спектров КР и, следовательно, классификация фоношшх мод не могла претендовать на большую достоверность.

Величины параметров Грюнайзена для фонониых мод многих ВТСП не были известны, поскольку определение этих'параметров сопряжено с определенными экспериментальными трудностями. № нужно измерять от кристаллов, находящихся в специальных камерах высокого давления со специальной средой передающей давление и обаспечивашей гидростатичность до высоких,' давлении. Причем собственное рассеяние как наковален, так и среды додано быть минимальным. Ранее в качестве передающей давление среды использовала спиртовую смесь, . которая обеспечивала гндростатичкостъ до давлений около 9 ГПа. . . В данной работе в качестве такой среды был использован гелий, что обеспечило гидростатичность 'вплоть до 40 ГПа и малое собственное рассеяние от передающей давление среды'.

• Известно, что влияние температуры на фононкые' частоты состоит из двух компонент:

(вы/эт)р = (ао/эг')у - (а/р) (йи/аг-) , (1)

где а={1/У) (е\'/8Т)г и 0--(1/У)(аУ/ар)т.' Первое, слагаемое описывает изменение колебательных частот при фиксированном объеме (явный вклад), а второе отражает изменения равновесии . растояний между . коллеблгацимися ионами (неявный вклад). Соотношение этих вкладов позволяет правильно интерпретировать-' влияние- температуры на.фононний спектр. • в ■

-'В 'спектрах 1{Р в .пгз (х>о.5) кроме линий, соответствующих • симметрийно разрешенным . фононным модам, имеются добавочные линии, интенсивность которых сильно зависит от температуры. Прйчины1 появления и температурное', поведение этих линий не были установлены. В' одних работах

эти линии связывались с упорядочением вакансий, в других они объяснялись Ш-'активнкш фононами. Проявление таких фоноиов п КГ- возможно из-за наличия дефектов в кристаллической структуре".

Исходя из выше излий-.ешого в данной ],аСохе предполагался, решить следующие задачи:

1.Измерить спектра К? в ксследузшх ВТСП.

2.Про).-:естч теоретико-групповой анализ фононных мод п исследуемых БТСП.

2 .На основе этого анализа провести отнесение Фононных мод зарегистрированных в спектрах КРС.

3.Последовать влияние температуры и давления на ©оконные моды

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. ОБРАЗЦЫ

В этой главе дается краткое описание методик, использованных при проведении исследований.

Кристаллы ¥123 были получены методом охлаждения из расплава. Образцы с Х---0.5 (гс=бок) и х=0.1 (тс=эок) на обрабатывались после их получения, кристаллы с.х-0.8 (тс=о) были получены вакуумным отжигом образцов с

Монокристаллы ВТСП на основе Т1 были выращены методом охлаадония расплавов стехчометрического состава з Потоке кислорода. Используетй метод позволял получать практически однородные образцы трех составов Т1-1212 (тс=70К), Т1-2201 (Т =ЭОК), и Г1-2212 <110К).

Все кристаллы имели над прямоугольных пластин. с характерным размером 2х2яо.2мм и зеркальной базисной плоскостью. Симметрия монокристаллов контролировалась рентгенографически. Все эксперименты проводились иа сзвжеприготовленгап сколах.

Спектры И регистрировались на рамановеком спектрометре "м1сго<ш-28" фирш "иНог" в геометрии обратного рассеяния.

Посредством системы линз и микроскопа "оптрис" лазерный луч фокусировался на образце в пятно размером от Г До 3 мкм, в зависимости от используемого объектива. Рассеянное излучение погадало в двойной монохроматор, ' работающий в рекИме вычитания, а затем в спектрограф. После спектрографа

сигнал' регистрировался охлавдаемой диодной линейкой, сседененнсй с шкрокакальной пластиной. С линейки информация о сигнале поступала в память компьютера,

Для низкотемпературных измерений был использован гелиевый криостат, который обеспечивал температуру до ICK.

Для высокотемпературных измерений использовался термостат "ыпкьат тн ьсо", позволявший проводить эксперименты при температурах вплоть до 6С0 "с'.с точностью Г с.

Для - создания высокого давления была ' использована специальная" камера,' сконструированная в ИФВД РАН. Давление измерялось по частотному сдвигу линии' флуоресценции рубина с точностью 0,02 П1а.

ККСЛЩЗБАЖЕ КОМБИКАШОНКОЗГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА НА ШЮНАХ В. МОНОКРИСТАЛЛАХ УВа2Сч307_х, ., №3t2Cu04, - Т1Ва2СйСи207_х, ■ 'Т12ва2си06_х.и И2ва2саси20в_х.

Для1перечисленных кристаллов были измерены спектры КР света на фононах и проведен теоретико-групповой "анализ симметрии фононных мод в Г-точке Зоны Бриллюэна. .

В ' орторомбическом yi?.3, на основе поляризационных измерений КР.света от недвойниковатйк областей кристалла и теоретико-группового анализа симметрии фононных иод, было проведено отнесение всех разрешенных, в КР колебаний атомов, кислорода, и полносимметричных колебаний атомов ва и cu. Б - тетрагональном У1?.з проведено отнесение и в^-колебаний кислородных атомов и А^-кэлебаниЙ атомов ва "и Си. КР,' соответствующее колебаниям. Ед-симметрии, . не .было; зарегистрировано. , ', ;';

" Температурные измерения. КР в У123. показали, что с понижением 'температуры частоты всех полносймметричных мод -увеличиваются, . а полуцмрины* соответствующих им' линий КР уменьшаются. Поведение в1д-подобной моды- (зз5 ст"1) в орторомбическом yiгз оказалось более сложим ' В зависимости, от места на образце, . с понижением температуры ' наблюдалось • либо уменьшение,, ли^о-увеличение ее частоты. Такое поведение .

е

модао объяснить различной, в зависимости от состава образца, температурной зависимостью длинн связей,, определяющих эту моду. ■ '

В монокристаллах п-121г и 11-2212 малая эффективность в1 -мод п спектрах КР объясняется малой величиной' асимметричных возмущений сио2-плоскости. В температурной зависимости частот и полуширин линий К? в исследованных ВТСП на основе Т1 было показано, что все линии, соответствующие полносишетричкш модам, с понижением температуры слегка Увеличивают свою частоту, а их полуииринн уменьшаются.

Результаты отнесения фононных мод, зарегистрированных в-исследованных кристаллах ВТСП, представлены в таблица I.

Таблица I.

Отнесение фононных мод з исследованных монокристаллах ВТСП.

Кристалл Тип колеб Т1 На Са Си N(3 0(1) 0(2) 0(3) 0(4)

УВа2Си307 * 117 * 148 л 438 438 502

3 35 335

N % * ? * ? л - 575 230 210

ж ?' * * - 330 575 303

УВа?си3о6 * * 120 .140 * * - 440 332 440 332 470

Т1ВагСаСи207 ^ * 116 146 * 4С4 ■520 *

Т12Ва2Си06 167 122 * * * 495 612 *

Т12Ва2СаС«2Ов 132 109 * 158 * 410 485 600 * •

л 4 % * * * 1: + * * * * ? ? 220 7 - — 336 485 * * А * •к ' *

Обозначения: »-отсутствует атом в структуре, - отсутствует ■колебания в разложении, ?- отсутствует линия в спектре.

КОШНАЩОШОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА ФОНОНАХ Б МОНОКРИСТАЛЛАХ Т1Ва2СаСи207_х, Т12Ва2Си06_х, T42Ba2CaCu2Oe_x D УСЛОВИЯХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО СШШ.

В данной глава представлены результаты изучение влияния гидростатического сжатия ь широком диапазоне давлений (до 30 Ша) на сверхпроводники таллиевой системы, различающиеся мэвду собой числом плоскостей сио2 и по.

Монотонкое (без разрывов) изменение частот полносиммехричных мод показывает, . что в исследованном диапазоне давлений не происходит " фазовых переходов. Следовательно, структуры исследованных ВТСП стабильны при высоких .давлениях до 30 ГПа, несмотря ка то, что относительные ^изменения объема составляют около 20%.

Таблица 3. ; Модовке параметры кристаллов

TlBa2cacü2o7_x, Ti2Ba2Cuo6_3(t н2ва2саси208._х Обозначения:".

oí- ион кислорода

из ПЛОСКОСТИ СиО,

оз- ион кислорода из плоскости и о.

02- является . • мостиком между cu из плоскости сио2

И 51 из плоскости

TIO,

* Наилучшей апроксимацией является квадратичная зависимость

(í«/8P)w-I=áP+bPz

а=1.53Л0~2,

b=3.0v.I0"4.

(810/S P)u , Ю~г ГПа""1 •

Tl-1212 Tl-2201 TI-2212 '

03 0.33(0.008) 0.494(0.008)

02 0.51(0.001) 0.36(0.006) 0.59(0.01),

01 0.754(0.009)

TI 0.71(0.01) 0.68(0.02)

Ba 0.92(0.03)*

Параметры Грюнайзена .

03 0.45 0.68

02 0.7 0.5 ;0.81

01 - 1.03 '/.

TI 0.97' ' 0 .9 ,3

Ba ■. 1.26 ■ ■ ■ 1

Как видно из представленных, в таблице 3 данных, относительный сдвиг частоты для колебаний ti в кристаллах ti-2201 примерно в ива раза Сольиа, чем для валентных колебаний кислорода. Из такого различия барических зависимостей следует, что частота моды,т1 определяется нз короткими межслсевымл связями (« 2 А) вдоль оси с, а длинными внутрисловными связями (*3 Л) з базисной плоскости.

Одинаковый рост частот, alq-колебаний кислорода в кристаллах с двумя сио2 слоями, 'превшпаэдий значений для аналогичных колебаний в 11-2201, покаэквавт, что основное изменение длин связей происходит вблизи сио2 плоскостей. Это подтверждается и тем, что моды тяжелых ионов и нона кислорода oí, принадлежащего плоскости си?2, имеют наибольшие барические производные.

Как видно из таблицы з, барическая производная частоты , д1д-колебаний 01, яахсдявегося в плоскости сио2, болыле,. чем , 02 ("мостик" между плоскостями сио2 и тю), а барический производные частот ла -колебаний "02 больше, чем оз (кислород из тю плоскости). Следовательно, деформация- элементарной ячейки исследуемых кристаллов вдоль оси с в первую очоредь идет за счет уменьшения расстояния мэзду cü02 слоями и сжатия связи CU--02. В базисной плоскости, с ростом давления, в первую очередь уменьшаются длины связей ti-оз и cu-oí; При этом возможно увеличение гофрировки сио2 и тю плоскостей.

Большие барические производные для частоты моды 02 по отношения к оз, несмотря на ic, что длина связи ti-оз больше, чем TI-02, могут быть объяснена влиянием смешивания колебаний ионов кислорода. - Б этом случае за . частоту моды 02 ответственна не только длина связи г1-02, но и динамическое' взаимодействие 02-01, -которое, может изменяться .с ростом давления. Однако в ' рамках этого -.предположения трудно объяснить порядок следования частот мод 02 и оз. Для описания величины и поведения частот этих мод в зависимости от . давления следует предположить, что колебания 02 и оз сильно смешаны мевду собой. ' '■

Нелинейная барическая зависимость частоты мода ва является.- следствием неоднородной сжимаемости элементарной .ячейки- Т1-22Э1, В собственный вектор самой низкочастотной мода нарчду со смещениями ва входят смещения ионов си и т1. Поэтому, с ростом давления, последовательно деформируются различные структурные блоки ячейки - сначала перовскитный, а затем интеркадарухлщй. т12о2, приводя тем самым к нелинейному характеру изменения частоты смешанного колебания.

Анализ величин параметров Грюнайзена полученных для исследованных кристаллов показывает, что с ростом давления происходит достаточно равномерное расширение спектра по шкале энергий. Зто указывает . на то, что динамика решетки определяется одним типом связи, к выполняется закон Грюнайзена ( значения медовых параметров Грюнайзена близки мвт.у собой и по порядку величины близки к единице).

Как отмечалось в главе I, влияние температуры на фононные частоты описывается двумя вкладами, отражающими изменение колебательных частот при фиксированном о.?ьеме (явный.вклад) и при изменении равновесного расстояния меяду колеблющимися ионами (кеявный вклад).

'-ди/дТ см~'К~! __

0.0 1

0. о 0. 02

ГЦ О. 20)

а) оз( 0. 67)

0. Ь5 )

ОЭ( 0. 22)

/

2 3 ди/дР си'1 Ша"'

Рис. I. Корреляция мекду производными по температуре и давлений для частот д1д-мод в 'П-г201 (а) и

Т .1-2212 (б).

В скобках указаны значения параметра «¡= («лпаг/чзр для каждой из мод, где

(1/У)(ЭУ/ЗР)т

На рис Л показана зависимость -эо/ат от аи/ер. Каждая точка графиков. соответствует полкрсиммзгричной' моде, для которой получены значения производной частоты по температуре (ось ординат) и по давлении (ось абсциссЬПрямые линии, проходящие через начало координат, обозначенк . Евличиной безразмерного параметра ? - Ит/ар),,(а/и) • (поскольку

к _. И т

иснсльзовани а=1 л*10 °К 1 и р=*7,3*Ю "ГПа 1 для кристаллов Г1-2223, то значения <р являются оценкой, снизу), .

Из рис.1 видно, что при таком представлении у>-0 отвечает . сильному преобладанию явного, .-а неявного

вкладов. В данном случае, (за исключением мода т1 в 11-2201 )■ р<= 0.5-1.0. Следовательно, явный и неявный вклады сравнимы по величина С небольшим -преобладанием второго. -

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБРАЗЦА К МОЩНОСТИ НАКАЧКИ Ва?БУЖДА!ОШЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОВЕДЕНИЕ ЖСЛОРрДНЖ- МОД Б ШЮЯРИСТАДЯАХ .уза2си307_ (х=0.1, 0.5, 0,8).'-

В этой гл;-:вв представлена результаты исследования поведения. кислородных мода-в У123 с различным содержанием кислорода. -

Для анализа поведения фононкых мод при изменении мощности, накачки, пиковая интенсивность' исследованных .линий нормировалась на плотность мощности Еозбуядавдего излучения. .(В эксперимента размер пятна (3и) оставался неизменным). ■

В кристалле УЕа2си3об 5; рис. 2, с увеличением модности накачки нормированная интенсивность линии --500см""1 падает, а линии. -590см""1-. -возрастает, причем этот процзсс происходит обратимо.' При этом нормированная интенсивность линии ^ЗЗОсм"! • отвечающей антифазным колебаниям ионов кислорода 02 и 03 из 'плоскости-сиг-ог-оз (крив. 3 ркс.2), остается неизменной.

В кристаллах Ува2си3о6 9, с увеличением мощности накачкй . линия »590 см""1 не появляется вплоть до максимальных- накачек. - (изххл5 Вт/см2), при которых еще "не происходит', разрушение поверхности образца. . ' . ' . '" . ' •'

Поведение кислородных мод в кристаллах ува2си3ой 2 ( аналогично наблюдаемому в х,ва,си.,о6 5, за исключением того, ' что в гг-спектре этих кристаллов линия «590 см-1 имеет эя?ля?0льную иктснсиеноотъ даже при малых плотностях накачки.

Рис. 2. Зависимости нормированных кнтенсивностей линии «500см-1- (кривая I), линии *590см-1 (кривая 2) и линии ^ЗЗОги""1 (кривая 3) от платности мощности накачки. . Для мод "500см-"1 и «590см-1 поляризация

(х(гг)х), а. для моды »ЗЗОСМ-1 - (х(уу)х)

Для выяснения природы вышеописанных явлений нами были выполнены температурные измерения. При нагрпве кристаллов УВа2си3о6 5, интенсивность линии ~500см-1 (колебания моетикового кислорода) падаот, линии »590см-1 возрастает, а линии - 330 см-1 (колебания плоскостных кислородов) не меняется, рис.3(а,б), Следовательно, как и в случае с изменением мощности накачки, изменения происходят с Моетиковым и, возможно с цепочечным кислородом, но- не с ионами кислорода 02 и 03 Из плоскости си-ог-оз.

Из рис.4(5) видно, что отношение интенсивностей линий в интервале температур от 300 к дс 500 к можно аппроксимировать этсспоненциальной зависимость!!!:

1(5905/1(500) « К ежр (д/т) (2)

Из эгоЯ апроксимзцви можно получить энергию активации л»2500130 К. Поскольку ш проводили эксперименты в интервале температур, существенно меньшем, чем л, то полученнчя величина аоекг оценочный характер.

УВа?,Си0Ов. в

«« ч

Й V .

2 г^

5 15 2 О

р, КВт/смг

Рис. 3. (а) - спектры'КР -в ' УВагсипо6 ? (гг-поляризапия) в зависимости от теыпьратуры, стрелкой показана линия -590 см1. (0) Зависимость интешивностей линии "500см-1 (кривая 1)( линии ~590см-1 ¡.кривая 2) и линии »330см-1 (кривая 3) от температуры. Для мод «500см-1 и '=590см~1 поляризация (х(гг)х), а для мода *330СМ-1 - <*(уу)х)

Рисунок 4. (а) Зависимость отношения иитенсивностей линий'. «БОС^м""1 и.-590см-1 от обратной температуры. (б)Двухямный . потенциал для иона мостикового кислорода 04.

Далее наш были измерзни резонансные зависимости интенсивностей КР света для линий ^-бООсм"1 и «бЭОсы""1. Они оказались практически идентичны, следовательно, можно' предположить, что в обоих случаях в рассеянии участвуют одни И та же.гибрйдизованные электронные состояния. Это подтвер-вдаотся тем, что интенсивность рассеяния в гг-поляризации для обеих мод существенно больше, чем в хх- и уу-по.пяризацяи.

Для ; объяснения полученных экспериментальных данных' необходимо прэлюлохить, что в условиях нарушения стехиометрии, кислорода потенциальная энергия иона кислорода 04 8 зависимости от координата имеет два минимума (рис.4,6), ■При нахождении иона кислорода/о4 в олном из этих минимумов в КР проявляется мода «500 см-1, а з другом - мода -5?0 см"*1, Переходы иона кислорода меаду этими минимумами инициируете л температурой,"я этот процесс обратим.

При низких температурах ион кислорода в основном локализован в потенциальной яме I, что проявляется как Колебание с о « 500 С!.Г*. При повтзенил температуры возможно либо .ак'тивационнсе увеличение энергии иона на величину л, и затем туннелирозэние в. яму 2, расположенную ближе к иону си1, либо .чисто активационное попадание иона в яму 2. Все это приводит к появлению моды 590 см-1, Поскольку температура, при которой происходит вышеописанный процесс, не достаточна для ди|фузионного ухода атомов из своих позиций, то второй минимум должен быть расположен близко к иону кислорода 04 к не связан с перемещением кислорода 04 в цепочки сш-ог. Наличие, такого положения предполагается в ряде работ. В это:,; случае перескоки будут преходить на расстояние 0.015км, Которой гораздо меньше межатомного.

Следствием этого является рост интенсивности рассеяния в расчете на один ион, так что даже при малой концентрации части в потенциальной яме 2 интенсивности рассеяния модами «50Ссу-1 и «590см-1 могут сравниваться. Узость потенциальной ямы 2 к иону а>1 обусловливает увеличение компонент цензора расеяния за счет уменьшения длины связи си1-о4..

заключишь и вывода

1.Измерены спектры KP, проведен скммвтрийный анализ фононных мод в Г-точке зоны Вриллюэна в монокристаллах Yßa2cu3o?_x,

Т1Ва2СаСи207_^, т12Ва2Си06_х, Tl2Ba2CaCu20g_x И NdjCuO^,

2.В монокристаллах ува2си3о7_х, . .riBä2cacu2c7_x,

Tl2Bä2Cü06_x, Tl^BajCaCUjOg,^ И NdjCuO^ ПрОВвДбННО

отнесение фэноякых мод, зарегистрированных. в спектрах KP. 3.Определена температурная.зависимость частот и полуширин фононных МОД В монокристаллах УВа2Си307.х» Т13а2СаСи207.х,

Т12Ва2С«0._х, Tl2Ea?CaCu2Og_x. '

4,Определена зависимость частот и полуширин фононных мод от . давления в монокристаллах Цва2саси2о7_х, . т12ва2сиоб..х,

Tl2Ba2CaCu20B_x. ;

5,Сделан вывод а сравнимости явного и .неявного вклада в

■ температурный сдвиг частот фононшх. мод в исследований ■' ВТСП на основе Tl.

Б.В монокристаллах т1Ва2сзСи2о7_х, ,т12ва2сио5_хк тд2ва2саси2о0_х для всех зарегистрированных мод определены величины параметров Гршайзэна.' 7.Исследовано влияние . мощности накачки . Еозбувдащего

■ излучения и температуры образца на поведение кислородных • мод в монокристаллах ува2си^о7.х о х=0Л, 0,5 и 0.8«

' Особенности поведения этих мода объясняются на основа предположения о сильном энгармонизме потенциала,-в которой находится ион иостикового кислорода.

Результаты диссертационной работы опубликованы. в. следующих статьях:

I. Гаспаров; Л.В.,Кулак01зский В.Д. .Тимофеев В.Б. .Шарман Е.Я. . Ангармонизм колебаний мостикойого кислорода в' кристаллах ' УВа2Си307_х. -ШГФ, 1ЭЭ1* Т, 100,. В.5(11), С, 1681-1609/ Гаспаров Л.В., Мисочко О.В., Ерешц И.И., Ломсадзв A.B.., Струяккн- В.В. ' Влияние '..гидростатического, сжатия На. динамику репзвгки высокотемпературных сверхпроводников на-основе галлия-.-ЮМ, 1990, Т.90,- s'.5(ll), С • 160Э-1694

3. Абросимов H.B..Гаспаров Л.В..Кулаков"кий В.Д.,Мксочко О.В.

Тимофеев В.Б. Комбинационное рассеянна света в монокри-.. стзллах rd2cuo4_x. -письма в ЖЭТФ,.г9по,т.51,в.4,с.1е4-19с.

4. Gsspsro/ Ii.V.,Mii20chko o.V., EreniGi:?, M.I.,Itskevich Г.S.,

' Loir.sadze A.V., Struzhkln V.V.' a Sliirokov h,H. Raman spectra of Tl2Ua2CuOg_x crystals pressure up to ?0

G?a.- Soliâ Statu Commun., 1989, v.72, p.465-467.

5. Гаспаров Л.В.,Краковский В.Д1.Иисочко О-В..Тимофеев В.Б. Колесников H.H., Кулаков.М.Л.. Г.имбинащгакнсе расзеяниз енота в , сверхпроводящих монокристалла.;

TVa2Can-lCu„°2(n + l)- -ЖЭГФ.-1985. Г.Эб, С.2115-2125.

6. Gasr-arcv h .4. , KulakciVokii V.D.. »licochko O.V., fol/anskil Л./i., Xii.'.cli.üV V.B. KJI3CUS study ci Ц-Ъа„»Ц :."u'prrcundt'_Ling siiv-flii ciyïtals.: pinjiion;; accignnonl a:cJ Vcsperaturo dspondsnc.'j.- PUysica СДЭ0Ч, v. 160,p .147-13-1.

7. Гзспэроз ¿.Д. им 1>.В. и.ь. Колеснике! il.II., .¡I. Кол£анзцион& v cî. crora в ?.;o;mpSv:км-v ou-фхпроводшхков u i --. ..>-.;,-

ШЮЬМЗ В JVüi, Г.4У.Б.1, С. ьи- Ох.

8. c-срт rov ".,Kia '-c---'.:i ••, n . .Micr-. V;c. О. V . ,1: —j " - V.~

!'?n!.f-DE-t-sv of 'h- ~r'î:crhotT,M - г;углг!--у in

rrn-'f va fs f 11 t.j -' —r-. -, '1 г- 1 >> - 1 f f P ' ' f 1 ""« •

------3 ■' "••' .....' -r> - - " ■ ¿- /-л"

PhyBlca C, 1989, v. 157, r.."11-3-15. D. Gasparov b.v., Riilskovskii V.D. .Mlsochkc O.V. »TUaofciev v.o.

Eniel ' chenkc G.&., Tatiuchettko V.A. Ftionon-mude character I •

Zctlon study of orl.hcirhoffibi(• and tetragonal YBö

single crystals by Hainan ppsct roccopy." ¿-Opt. Son. ;«(jr.

В. 198B,v.6, p.440-447.

TO. Гаспаров Л,Б,, КулзколскнЯ В.Д. .Мнксш.-ст A.A., Мне очко O.E., ■ .Таргаковскмй И.II.,. Тимофеев Е.Б. Особенности температурного поведения спектров KP сверхпроводящих монокристаллов ïBa.cu3c7_x. - Письма в ЖЗТФ,19ее.х.4с,с.1б:г-1б5. П.Бзмнов А.Е.,Гаспаров Л.В...Кулаковой В.Д..Мисочка O.E., Осяпьян П.А..Тимофеев В.Б. Изотопический эффект в спектрах комбинационного рассеяния орторомсических и тетрагональных Монокристаллов *ва2си3о7^. - Письма з ЖЭТФ. 13ве, г. 47, В.З, С.162-165.

С5.ЧИ11993г.-- Зап. 327 Объём In.л, ' Тир. 100аяэ. Типография йлМ FAli