Гальваномагнитные эффекты в слоистых сверхпроводящих соединениях с разной степенью беспорядка тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

14609376

На правах рукописи

Чарикова Татьяна Борисовна

ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В СЛОИСТЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СОЕДИНЕНИЯХ С РАЗНОЙ СТЕПЕНЬЮ БЕСПОРЯДКА

01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

3 о СЕН 2010

Екатеринбург - 2010

004609376

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Институте физики металлов Уральского отделения Российской Академии наук

Защита состоится 29 октября в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 004.003.01 при Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620990, г. Екатеринбург, ГСП-170, ул. С. Ковалевской, 18.

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

Автореферат разослан «» 2010 г

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН Садовский Михаил Виссарионович

Доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН Гощицкий Борис Николаевич

Доктор физико-математических наук, профессор

Рахманов Александр Львович

Ведущая организация: Физический факультет Московского

государственного университета, г.Москва

Ученый секретарь диссертационного совета

Лошкарева Н.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Явление сверхпроводимости в металлах было открыто почти 100 лет назад. Это открытие позволило по-новому взглянуть на процесс переноса носителей заряда в твердых телах. К середине прошлого века была разработана микроскопическая теория сверхпроводимости -теория Бардина-Купера-Шриффера (БКШ), в основе которой лежит фононный механизм притяжения между электронами. В 1964 г. было предложено, что в одномерных (В.А.Литтл) и двумерных (В.Л.Гинзбург) структурах можно реализовать сверхпроводимость с более высокими критическими температурами. В 1986 г. Беднорцем и Мюллером было синтезировано соединение Ьа2.хВахСи04 со слоистой структурой и критической температурой Тс = 30К. В последующие годы исследований высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), имеющих в своей структуре плоскости Си02, были получены две больших группы купратов: дырочные и электронные. Легирование неизовалентными примесями родительских соединений, которые являются антиферромагнитными диэлектриками, приводит к появлению в купратах дырок или электронов в качестве носителей. Исторически первыми появились дырочные ВТСП-купраты, которые и были активно исследованы. В 1989 г. были синтезированы соединения Ьп2-хСехСи04(5 (Ьп = N(1, Бгп, Рг), носителями заряда в которых являлись электроны. Дополнительным условием появления сверхпроводимости в данных соединениях было упорядочение нестехиометрических дефектов, возникающих вследствие условий роста соединений. Уже первые исследования физических свойств дырочных и электронных ВТСП показали наличие ассиметрии свойств (по крайней мере, различие фазовой диаграммы). Если для дырочных ВТСП характерна узкая область антиферромагнитного диэлектрика (АР) и широкая область сверхпроводящего состояния (СП) с высокими критическими температурами (Тс"'ах = 135К), то для электронных ВТСП наблюдалась достаточно широкая область АР диэлектрика, соприкасающаяся на фазовой диаграмме с узкой СП областью. Критические температуры не превышали Тста* = 25 К. И если для дырочно-легированных сверхпроводников было практически сразу установлено, что спаривание носителей заряда соответствует й?-типу, то в электронно-легированных сверхпроводниках до сих пор этот вопрос остается открытым, хотя проделан ряд экспериментов указывающих на реализацию спаривания носителей заряда с/-типа.

з

Следует подчеркнуть, что, несмотря на использование всего накопленного опыта в исследовании многочастичных систем и анализа многочисленных теоретических моделей, однозначная интерпретация ряда физических явлений, а также механизм образования сверхпроводящего состояния до сих пор не установлены. Помимо электрон-фононного механизма сверхпроводимости могут существовать и другие механизмы, связанные с межэлектронным кулоновским взаимодействием. Существуют различные мнения среди исследователей о физической картине нормального состояния ВТСП -почему имеет место линейная зависимость электросопротивления от температуры, существуют ли нарушения в теории ферми-жидкости Ландау для ВТСП. Сверхпроводящие свойства оксидных соединений существенным образом определяются их электронными свойствами в нормальном состоянии. Долгое время существовало мнение, что оксидные соединения являются изоляторами, и лишь открытие Беднорцем и Мюллером сверхпроводящего соединения Ьа2.хВахСи04 стимулировало исследования электронных свойств оксидных соединений с целью поиска других семейств оксидных сверхпроводников. Важной составляющей в получении сведений об электронном строении в нормальной фазе сверхпроводящих соединений является исследование электросопротивления, эффекта Холла, магнитосопротивления. Решению вопросов, связанных с выяснением механизма высокотемпературной сверхпроводимости, посвящено огромное количество работ. Однако сведения об электронных свойствах в нормальном состоянии в электронных сверхпроводниках носили разрозненный характер, были неполными, а часто просто отсутствовали. Не проводилось систематических исследований тензора электропроводности и гальваномагнитных эффектов систем с электронным типом носителей заряда при изменении степени легирования и степени кислородного беспорядка. Поэтому данная проблема является, несомненно, актуальной. Более того, наличие полной картины поведения квазидвумерных сверхпроводящих слоистых систем при изменении степени беспорядка необходимо как с физической, так и с прикладной точек зрения.

Исследования по теме диссертации проводились в рамках программы «Высокотемпературная сверхпроводимость» № гос. проекта 93028 «Киноптика», при поддержке Министерства науки, контракты №107-1(00)-П, №40.012.1.1.1146 (договор № 15/02 и №12/04), по теме «Квантовая физика конденсированных сред» № гос.рег.01.2.006.13394, в рамках ряда программ Президиума РАН и при поддержке проектов РФФИ № 00-02-17427, 04-02-96084-р2004урал, 07-02-00396.

Цель и задачи работы

Основной целью данной работы было выяснение детальной картины изменения фазовых состояний в слоистых сверхпроводящих системах при изменении нестехиометрического беспорядка и степени изовалентного и неизовалентного легирования, а также получение данных о симметрии спаривания в электронном сверхпроводнике Ш2-хСехСиС>4+8-

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- Систематически исследовать тензор электросопротивления и эффект Холла в нормальном состоянии в слоистых сверхпроводящих системах Ш2-хСехСи04+5 и Са2.х8гхКи04 в зависимости от нестехиометрического беспорядка и степени неизовалентного и изовалентного легирования для получения данных о механизме переноса носителей заряда, их концентрации и анизотропии проводимости.

- Изучить гальваномагнитные эффекты в слоистой системе М2_хСехСи04+5 с разной степенью беспорядка для выяснения влияния содержания нестехиометрического кислорода на изменение электронной структуры.

- Выяснить влияние нестехиометрического беспорядка на наклон верхнего критического поля в электронном сверхпроводнике Ыс12.хСехСи04+5 для получения сведений о симметрии спаривания.

Новые научные результаты и положения, выносимые на защиту

1. Установлен механизм переноса носителей заряда в родительском соединении Ш2Си04 электронного сверхпроводника Ш2-хСехСи04+8 - активационная проводимость по локализованным состояниям, находящимся вблизи уровня Ферми.

2. Обнаружена эволюция фазовых состояний нормальной области электронного сверхпроводника Ш2_хСехСи04+8 от трехмерного анизотропного неметалла через квазидвумерное металлическое состояние к трехмерному анизотропному металлу при изменении степени беспорядка при неизовалентном легировании церием.

3. Установлено, что рост степени беспорядка в электронном сверхпроводнике Мё2-хСехСи04+8, вызванный увеличением содержания нестехиметрического кислорода, приводит к фазовому изменению

нормального состояния от квазидвумерной металлической системы к трехмерной анизотропной неметаллической системе.

4. Установлена корреляция между степенью двумерности сверхпроводящих систем и температурой сверхпроводящего перехода: максимальная анизотропия соответствует максимальной температуре перехода.

5. Установлено, что соединения Жг-кСе^СиС^ и Са2-х8гхКи04 являются сверхпроводниками, находящимися в состоянии андерсоновского диэлектрика с сильно-анизотропной длиной локализации (/?/<,/* » Л/0/). Обнаружено, что при определенной степени беспорядка имеет место переход Андерсона металл-диэлектрик.

6. Для электронных сверхпроводников с оптимальным уровнем неизовалентного легирования характерно спаривание с/-типа с учетом анизотропного рассеяния электронов на нормальных примесях.

7. Показано, что электронный сверхпроводник Ш2-хСехСи04+8 с разной степенью беспорядка соответствует критерию устойчивости основного состояния типа БКШ (формирование куперовских пар), а не состояния с заранее образованными парами (бозе-эйнштейновская конденсация).

Научная и практическая ценность работы

Научная значимость работы состоит в том, что в результате исследования тензора электропроводности получена целостная картина поведения сверхпроводящей слоистой системы с электронным типом носителей заряда при изменении степени легирования и степени кислородного беспорядка. До сих пор подобные исследования проводились на сверхпроводниках с дырочным типом проводимости. Практическую ценность имеет косвенный метод оценки содержания нестехиометрического кислорода по измерениям длины свободного пробега носителей заряда в кинетических экспериментах при исследовании монокристаллических пленок, так как классические методы определения содержания кислорода в исследуемых соединениях в случае тонких пленок не применимы. Результаты, полученные в работе для модельного объекта №2-хСехСи04+д, который является аналогом двумерной сверхрешетки, представляют интерес для академических и отраслевых организаций при разработке новых функциональных материалов.

Степень достоверности результатов

Достоверность представленных в диссертации результатов обеспечивается исследованием аттестованных образцов, применением стандартных методик измерений на аттестованных приборах и воспроизводимостью экспериментальных данных, полученных на автоматизированных установках с различными характеристиками. Имеется согласие отдельных результатов с данными, полученными другими авторами при исследовании транспортных и магнитных свойств высокотемпературных сверхпроводников.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации

- Личный вклад автора состоит в постановке общей цели исследований и проблем в работах, которые составляют основу диссертации.

- Автором разработана методика нанесения омических контактов на монокристаллы и монокристаллические пленки и в сотрудничестве с А.А.Ивановым (МИФИ, Москва) определены условия термической обработки монокристаллических пленок Ш2.хСехСи04+5 с различной ориентацией. Монокристаллы Ис12.хСехСиС)4+5 были синтезированы в МГУ (Москва) в группе Л.И.Леонюк, в ИФТТ (Черноголовка) в группе Г.А.Емельченко, в Техническом университете Гданска (Польша) в группе В.Садовского, монокристаллы Ca2.xSrxR.uO4 - в Университе Киото (Япония) в группе И.Маено.

- Автором проведены измерения сопротивления для различных кристаллографических направлений, термоэдс и эффекта Холла в магнитных полях до 50 кЭ в интервале температур Т = (1.8-300) К. Измерения сопротивления в магнитных полях до 90 кЭ в интервале Г = (1.8-40) К выполнены в Центре магнитометрии ИФМ УрО РАН в кооперации с А.В.Королевым. При непосредственном участии автора проведены измерения полевых зависимостей сопротивления и эффекта Холла в магнитных полях до 120 кЭ при Т = (0.4 - 4.2) К в центре сильных магнитных полей и сверхнизких температур ИФМ УрО РАН (Э.А.Нейфельд, В.Л.Константинов, В.Н.Неверов, И.В. Карсканов).

- Автором проводились обработка и анализ полученных данных на основе имеющихся теоретических представлений, а также обобщение результатов работы в публикациях и отчетах по проектам.

- В дискуссиях в процессе экспериментальных исследований и в обсуждении результатов принимали участие соавторы публикаций А.И.Пономарев, Н.Г.Шелушинина и Г.И.Харус.

Апробация работы.

Результаты работы были доложены на XXX, XXXI, XXXII, XXXIII Совещаниях по физике низких температур (Дубна 1994 г., 1998 г., Казань 2000 г., Екатеринбург 2003 г.), на 4-ой, 6-ой, 7-ой, 9-й международных конференциях "Материалы и механизмы сверхпроводимости и высокотемпературной сверхпроводимости» (Гренобль 1994 г., Хьюстон 2000 г., Рио де Жанейро 2003 г., Токио 2009 г.), на 5-ом Всемирном конгрессе по вопросам сверхпроводимости (Будапешт 1996 г.), на 10-ой международной конференции по тройным и многокомпонентным соединениям (Штуптарт 1996 г.), на 5-ом Совещании по вопросам высокотемпературной сверхпроводимости «Применение

высокотемпературных сверхпроводников» (Эгер 1999 г.), на Международном Симпозиуме - EASTMAG 2001 (Екатеринбург 2001 г.), на 6-ой Международной Конференции по вопросам межмолекулярных взаимодействий в веществе (Гданьск-2001 г.), на 23-ей Международной Конференции по физике низких температур (Хиросима 2002 г.), на Международной Конференции «Новейшие проблемы сверхпроводимости» (Ялта 2002 г.), на Международной Конференции по сильнокоррелированным электронным системам (Карлсруе 2004 г.), на VII и VIII Российских конференциях по физике полупроводников (Москва 2005 г., Екатеринбург 2007 г.), на Уральских зимних школах по физике полупроводников (Екатеринбург 1999, 2002, 2004, 2006, 2008 гг.), на VI Международной конференции по квантовым явлениям в сложных соединениях «STRIPES08» (Эриче 2008г.), на 1-ой, 2-ой и 3-ей Международных конференциях «Фундаментальные проблемы высокотемпературной

сверхпроводимости» (Москва-Звенигород 2004,2006, 2008 гг.).

Публикации:

Материалы диссертации изложены в 29 публикациях в журналах, включенных ВАК в «Перечень» ведущих рецензируемых журналов, и в сборниках трудов конференций. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы составляет 232 страницы, включая 106 иллюстраций, 15 таблиц и список цитируемой литературы из 171 наименования.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цели и задачи работы, а также основные положения, выносимые на защиту и составляющие научную новизну и практическую ценность диссертации.

Первая глава «Строение кристаллической решетки и гальваномагнитные эффекты в соединениях Nd2.1CejCuO.H5 и Са2.х5гхКи04» носит обзорный характер и посвящена обсуждению современных представлений об особенностях кристаллической и электронной структур слоистых соединений электронного сверхпроводника Ис12.хСехСи04+5 и сверхпроводника Са2.х8г)Ди04. Проводится также обзор экспериментальных результатов исследования гальваномагнитных эффектов, полученных в мире для данных соединений.

Легированный церием купрат Ш2.хСехСи04+5 и легированный стронцием рутенат Са2-х8г,Ди04 имеют слоистую квазидвумерную перовскитоподобную кристаллическую структуру. В семействе купратных сверхпроводников Ш2-хСехСи04+5 обладает многими уникальными свойствами, которые делают его удобным объектом для исследования. Это сверхпроводник с электронным типом проводимости, в структуре которого имеется только одна плоскость Си02 на элементарную ячейку, а в оптимально отожженных кристаллах нет вершинных (апексных) атомов кислорода между соседними проводящими плоскостями СиОг. Соединение Ш2.хСехСи04+5 характеризуется способностью обратимо поглощать и выделять кислород, и его свойства сильно чувствительны к содержанию кислорода. Чистый Ш2Си04 является диэлектриком и сверхпроводимость появляется только у твердых растворов на его основе как, например, Ш2.хСехСи04+5 (0.14 < х < 0.2) при дополнительном отжиге в бескислородной атмосфере.

Исследование БгхКи04 представляет интерес по нескольким причинам. 8гхИи04 аналогичен по структуре высокотемпературным сверхпроводникам, но, в отличие от них, сверхпроводящая фаза появляется только в недопированных и в стехиометрически чистых образцах. Также, в противоположность высокотемпературным купратам, в 8гхЯи04 не наблюдается значительной зависимости Тс от содержания нестехиометрического кислорода, но существует очень сильная зависимость от содержания немагнитных примесей. Система Ca2.iSrxR.uO4, получаемая путем изовалентного замещения стронция

кальцием, обладает богатым набором электронных, магнитных и структурных фазовых переходов.

Результаты исследования гальваномагнитных эффектов в слоистых сверхпроводящих соединениях с беспорядком на момент начала исследований нами электронных ВТСП Ш2.хСехСи04+8 с различным содержанием церия и кислорода и слоистого соединения Са2.х8гДи04 с различным содержанием кальция представляли собой единичные, несистематизированные данные, эксперименты были выполнены преимущественно на отдельных образцах. Результаты исследований магнитосопротивления и эффекта Холла были противоречивы, носили взаимоисключающий характер. Поэтому направлением наших исследований было получение на сериях качественных образцов Ш2.хСехСи04+8 и Са2-х8гхИи04 с различной степенью беспорядка (как объемных монокристаллов, так и монокристаллических пленках) надежных результатов исследования электросопротивления, магнитосопротивления, эффекта Холла электронных высокотемпературных сверхпроводниках Ш2.хСехСи04+8 и слоистых сверхпроводниках Са2-х8гхЯи04.

Вторая глава «Методика эксперимента и приготовление образцов» характеризует методики проведения эксперимента и методики приготовления образцов.

В этой главе представлены экспериментальные установки, на которых проводились измерения. В ходе работы проводились исследования электросопротивления, продольного и поперечного магнитосопротивления, эффекта Холла в стационарных магнитных полях до /7=120 кЭ в интервале температур Т= (0.4 - 300) К.

В этой главе перечислены технологии получения исследованных соединений и представлена информация о методике создания беспорядка в соединениях:

1. Изменение содержания кислорода при определенном уровне легирования в соединениях Ш2Си04 и Ш2_хСехСи04+5.

2. Неизовалентное замещение при оптимальном отжиге в соединении Ш2.хСехСи04+5.

3. Изовалентное замещение в соединении Са2.х8гхЯи04.

Большой раздел работы посвящен обсуждению проблем подготовки образцов к измерениям и методам нанесения электрических контактов на различные виды образцов.

Третья глава «Кинетические эффекты в «родительском» соединении МгСиОд» посвящена исследованию температурной зависимости электросопротивления в плоскости Си02 в

«родительском» соединении Nd2Cu04, подвергнутом отжигу при различных условиях для изменения содержания кислорода, а также исследованию проводимости в направлении, перпендикулярном плоскостям Си02 (с - направление) и температурной зависимости коэффициента анизотропии сопротивления в данном соединении. Результаты исследований опубликованы в работах [3,4,8-10,23].

Измерения электросопротивления были проведены на трех группах образцов:

1. Монокристаллические пленки NchCuOySrTiCh с ориентацией (001) - ось с перпендикулярна плоскости пленки и с ориентацией (ПО) - ось с лежит в плоскости пленки, были выращены методом импульсного лазерного напыления в МИФИ А.А.Ивановым [Л1]. В дальнейшем пленки были подвергнуты термообработке (отжигу) при различных условиях для получения образцов с разным содержанием кислорода. В результате получено три вида образцов: "as grown" - без отжига; "optimally reduced in vacuum" - оптимально-отожженные в вакууме (/ = 60 мин, Т = 780°С, р = 10"2 мм.рт.ст.); "oxidized" -отожженные в кислороде (i = 60 мин, Г = 500°С, р = 760 мм.рт.ст.). Толщина пленок составляла 1800 А.

2. Объемные монокристаллы Nd2Cu04 были получены методом выращивания из расплава, после чего заключены в капсулу из керамического материала Ndi85Ce0.i5CuO4 и отожжены в течение 72 час. в аргоне при различных температурах (1000°С; 1025°С; 1050°С) [Л2].

3. Объемные монокристаллы Nd2Cu04i выращенные модифицированным TSSG методом, которые не подвергались дополнительному отжигу ("as grown") [ЛЗ].

Размеры монокристаллов - (2 х 1.5 х 0.5) мм3.

Результаты исследования температурных зависимостей сопротивления для нелегированного неотожженного образца Nd2Cu04 в плоскости Си02 (раь(Т)) и вдоль оси с (рс(Т)) приведены на рис. 1(аД>). Коэффициент dp/dT отрицателен во всем исследованном интервале температур Т- (115 - 300) К для раь и Т= (130 - 300) К для рс. Поведение раь(Т) образца Nd2Cu04 наилучшим образом можно описать зависимостью раЬ{Т) ~ 7^хехр(АЕ/кТ) с энергией активации АЕ = 58 мэВ, которая вдвое больше тепловой энергии даже при самой высокой температуре эксперимента 300 К (АЕ/кТ = 2). Поведение рс(Т) этого образца подчиняется зависимости рс(Т) ~ ехр(АЕ/кТ) в интервале Т = (150 - 300) К с энергией активации АЕ = 81 мэВ, что существенно больше, чем энергия активации для проводимости в плоскости Си02. Величина энергий активации АЕ не является шириной какой-либо зонной щели и, по-видимому, соответствует величине активационной

энергии прыжковой проводимости по локализованным состояниям.

Рис.1. Зависимость р„ь(Т) ~ 7^хехр(А£/А:7) и рс{Т) ~ ехр(А£/к7) для «родительского» соединения ШгСи04.

При исследовании температурных зависимостей удельного сопротивления на нелегированных монокристаллах Ш2Си04 с разной температурой отжига и монокристаллических пленках Ш2Си04/8гТЮз с различной ориентацией, подвергнутых термическому отжигу, впервые исследованных в нашей группе, были получены следующие результаты: в плоскостях СиОг отжиг в вакууме приводит к уменьшению величины сопротивления раъ на один-два порядка и уменьшению энергии активации АЕ в 2 раза (таблица 1), а в направлении оси с, перпендикулярно плоскостям СиСЬ, имеет место увеличение рс на порядок и смена активационной зависимости сопротивления на степенную (рс(Т)~МТ).

Таблица 1. Параметры, полученные для соединения Ш2Си04.

Образец Отжиг с (А) ДГ(К) АЕ (мэВ)

МгСиО^гТЮз Отжиг в вакууме 12.1 Г,5 70-180 25

Без отжига 12.177 80-150 34

Отжиг в кислороде 12.160 80-150 45

Ш2Си04 Без отжига - 80-290 60

N(11000 Отжиг при 1= 1000°С 12.143 - -

N(11025 Отжиг при Г= 1025°С 12.138 80-170 50

Ш1050 Отжиг при 1= 1050°С 12.134 - -

Этот факт свидетельствует о том, что при отжиге соединения Ш2Си04 в бескислородной атмосфере из решетки удаляется лишний нестехиометрический кислород, который занимает апексные (вершинные) позиции между Си02-плоскостями. Соединение становится более двумерным: коэффициент анизотропии сопротивления увеличивается после отжига Ш2Си04 в вакууме и растет с уменьшением температуры (рис.2).

• ЬИСиО/вгТЮ,

3 4 1

отжиг в вакууме о Ы^СиО/ЗгТЮз

бет отжига » Ы^СиО/Зг^О, отжиг в кислороде

* -и»*.

100 150 200 250 300

Рис.2. Температурная зависимость коэффициента анизотропии сопротивления Рс/раь(Г) соединения Ш2Си04.

Т(К)

В результате исследований показано, что перенос заряда осуществляется путем активированных прыжков по локализованным состояниям, причем изменение энергии активации в зависимости от степени нестехиометрического беспорядка свидетельствует об изменении распределения локализованных состояний, находящихся вблизи уровня Ферми, по которым происходят перескоки. В результате исследований обнаружено изменение в поведении удельного сопротивления при изменении содержания кислорода в родительском соединении Ш2Си04 и выяснены условия оптимального отжига, как монокристаллов, так и монокристаллических пленок.

В четвертой главе «Анизотропия гальваномагнитных эффектов в Nd2.xCexCuO.445 с различным содержанием кислорода» основное внимание уделено исследованию проводимости и эффекта Холла в электронных сверхпроводниках с различным содержанием кислорода. В данной главе проведен анализ полученных результатов на основе представлений теории неупорядоченных 20-систем и обсуждается переход металл-диэлектрик в системе Ш2.хСехСи04+5, обусловленный беспорядком. Результаты опубликованы в работах [6, 7, 10-13, 17].

Как уже отмечалось, соединение Ш2-хСехСиО,н5, как и все перовскиты, обладает отличительной особенностью: хорошо поглощать и выделять кислород. Поэтому была поставлена задача исследовать влияние различных режимов отжига, которые приводят к изменению содержания кислорода в соединении Ж2.хСехСи04+а, на температурные зависимости сопротивления для различных кристаллографических направлений (в проводящих плоскостях и поперек проводящих плоскостей). Цель отжига - добиться оптимального режима для исследования свойств системы Ш2-хСехСи04+5 наиболее близкой по содержанию кислорода к стехиометрической (8-»0).

Пленки, исследованные в работе, приготовлены методом импульсного лазерного напыления в МИФИ А.А.Ивановым [Л1]. Две серии эпитаксиальных пленок Ш2-хСехСи04+б (с х = 0.0; 0.12; 0.14; 0.15; 0.17; 0.18 и 0.20) с различной ориентацией оси с относительно подложки: пленки со стандартной ориентацией (001) - ось с перпендикулярна подложке ЗгТЮз с ориентацией (001) и пленки с ориентацией (ПО) - ось с параллельна подложке ЭгТЮз, были подвергнуты термообработке (отжигу) при различных условиях для получения образцов с разным содержанием кислорода.

Пленки с ориентацией (ПО) были синтезированы впервые специально для исследования процессов переноса носителей заряда в направлении, перпендикулярном проводящим плоскостям.

В настоящее время большую трудность представляет определение точного значения содержания кислорода в монокристаллических пленках. Определить изменение концентрации кислорода возможно только в объемных образцах (напр., в керамике) термогравиметрическим методом. В пленках невозможно определить изменение концентрации кислорода в процессе обработки.

Основные трудности в определении содержания кислорода в пленках связаны с тем, что:

1). Сложно приготовить однофазные образцы Ш2.хСехСи04+5, т.к. в этом материале содержатся фазы СиО, Се02 и фазы бинарных систем Ш-Си.

2). В №2-хСехСи04+8 имеет место внутренняя негомогенность.

3). Валентность церия может изменяться от +3 до +4 при низком давлении кислорода и точно не определяется.

4). Относительные изменения содержания кислорода очень малы в ходе отжига (порядка 1%), масса самой пленки тоже очень мала. Поэтому изменения содержания кислорода невозможно зафиксировать гравиметрическими методами.

5). Параметры решетки, в отличие от YBaCuO, не зависят от кислородного индекса.

Поэтому приходится использовать достаточно грубые понятия: "as grown" - "без отжига", "optimally reduced" - "оптимальный отжиг" и "oxidized" - "отжиг в кислороде". Однако, в результате длительных и многократных исследований, было установлено, что для "оптимально отожженных" монокристаллических пленок (8->0) имеет место максимально возможная температура сверхпроводящего перехода и минимальное удельное сопротивление в проводящих плоскостях Си02 для составов с различным содержанием церия. Для исследованных нами "оптимально отожженных" пленок Nd2.xCexCu04+8 наблюдается прекрасное совпадение Тс(х) с фазовой диаграммой Nd2-xCexCu04+5, представленной в научной литературе.

Известно, что отжиг в инертных средах (N2, вакуум) при температуре выше комнатной приводит к удалению кислорода из соединений, а отжиг в кислороде, напротив, приводит к добавлению кислорода. Для объемных образцов (керамики, монокристаллы) известно, что изменение содержания кислорода 8 лежит в очень узком интервале 5 = 0.0-0.04 [JI4] и очень мало по сравнению с изменением кислорода в системе УВа2Сиз07_х (где х=0.0-1.0). В системе YBa2Cu307.x изменение содержания кислорода приводит к изменению концентрации носителей. В Nd2-xCexCu04+5 изменение содержания кислорода не является причиной изменения концентрации носителей тока, а, в основном, влияет на беспорядок в системе (амплитуду хаотического примесного потенциала). В настоящее время в результате экспериментов по нейтронной дифракции установлено [J15-JI7], что "as grown" монокристаллы Nd2.xCexCu04+5 содержат избыток кислородных атомов (6 > 0), которые располагаются в апексных положениях кристаллической решетки.

На рис.3 представлены температурные зависимости сопротивления раь(Т) и Рс(Т) для соединения Nd2.xCexCu04+6 с х=0.15 и с различным содержанием кислорода. На рис.За видно, что в оптимально отожженном соединении характер сопротивления в проводящих Си02 - плоскостях - металлический (dpafJdT > 0): раьЮ-Т2 в интервале ТС<Т < 300K. Величина сопротивления в плоскости при температуре начала СП перехода (Tcomel = 21 К) мала и составляет раь = 27 мкОм-см. Условием проводимости по делокализованным состояниям в разупорядоченной двумерной системе в металлической фазе, согласно представлениям теории неупорядоченных 20-систем [JI8], является выполнение условия kpt > 1 (kF - волновой вектор на уровне Ферми, I -средняя длина свободного пробега электрона). Параметр к[.-£ служит мерой беспорядка системы и может быть найден из

экспериментальной величины раЪ\ крС = Ис(/раъ е2, где с0 - расстояние между слоями (с0 = бА для Ыё2.хСехСи04), е - заряд электрона. Для оптимально отожженного образца параметр крС = 51.6, что соответствует хорошему металлу.

s о

0,5 0,4 H 0,3 0,2

!

0,1" 0,0

Nd2_CeCu0^/SrTi03 (001) а

* х=0.15 . оптимальный отжиг

Л • л ( без отжига

Л 4 отжиг в кислороде

АЛА А А А А * * '

• • •

i________«........

s

о

s 2 О í s

0

100

200

300

Т(К)

Т(К)

Рис.3. Температурные зависимости раь и рс(Т) в соединении Nd2-xCexCu04+s сх=0.15 и с различным содержанием кислорода.

В соединении "as grown" - без отжига, когда содержание кислорода больше стехиометрического, величина сопротивления в проводящих плоскостях возрастает на порядок и равна раь = 200 мкОм-см при j, onset ~ 12 к (параметр krf =8.6). Следует отметить, что зависимость Раь(Т) носит металлический характер в интервале температур Т = (140 - 300) К с признаками слабой локализации носителей в

плоскости (Pab(T) ~ -ln Т) при Т < 100 К, характерной дая двумерных систем. Показано, что соединение без отжига в этой области температур является 2D металлом, сопротивление которого определяется интерференционными квантовыми поправками к проводимости Друде. Поведение сопротивления в соединении без отжига ярко демонстрирует сосуществование слабой локализации носителей тока и сверхпроводимости, так как в образце наблюдается полный СП переход при Тс = 3.0 К.

При дальнейшем увеличении содержания кислорода ("отжиг в кислороде") сопротивление в СиОг-плоскости увеличивается еще на порядок, остается практически постоянным в интервале температур Т = (100 - 300) К и составляет раЬ = 2-3 мОмсм. А при температурах ниже Т< 100К резко растет и при Г« 1.6 К составляет раь = 5 мОмсм. Сопротивление образца, отожженного в кислороде, при низких температурах Г = (3 - 45) К зависит от температуры активационным образом Раь(Т) ~ ехр(7У7)1/2. Это может быть связано с прыжковым механизмом проводимости. Для этого образца параметр kpt = 0.7, то есть соединение находится на диэлектрической стороне перехода металл-диэлектрик.

В качестве количественной величины изменения содержания кислорода в соединении мы приняли изменения параметра k¡,{ = (hc0)/pabe2 - параметр беспорядка для разупорядоченных электронных систем.

Подобное изменение в характере температурной зависимости сопротивления при различных режимах отжига и, следовательно, при различном содержании кислорода было установлено также для соединений с х = 0.12; 0.17 и 0.20.

Температурные зависимости сопротивления раь(Т) оптимально отожжённых соединений с х - 0.12; 0.15; 0.17 и 0.20 в интервале Т = (50 - 300) К хорошо описываются полиномом раь(Т) = ро + АТ + Bf, где А = (0.7 - г.О-Ю"4 мОм-см/К, а В = (1 - 2.2УЮ"6 мОм-см/К2. Наблюдаемая квадратичная температурная зависимость сопротивления может быть связана с электрон - электронным (е-е) взаимодействием, которое сильно возрастает из-за двумерной природы СП купратов. Полученные результаты соответствуют ферми-жидкостному описанию нормального состояния допированных электронами оксидов меди, при этом линейное по температуре слагаемое соответствует вкладу электрон - фононного рассеяния.

На всех образцах с х = 0.12, 0.15, 0.17 и 0.20 при Т = 77 К был измерен эффект Холла и определены основные параметры образцов. Из экспериментальных величин раь"п и коэффициента Холла RH были найдены проводимость одного Cu02 слоя as = (/Wco)"1, а также

объемная п = (еИц)'1 и поверхностная (п8 = пс0) концентрации носителей тока (с0 = бА). Из выражения крС = Ис(/раье2, где кр = (2тт,)12, была определена средняя длина свободного пробега электронов в образцах с разным содержанием кислорода.

Установлено, что в соединении Ыё2-хСехСи04+5 с содержанием церия х = 0.12 и 0.15 коэффициент Холла действительно имеет отрицательный знак и меняет знак с ростом содержания церия. В соединении без отжига и с оптимальным отжигом (х = 0.15) коэффициент Холла отличается вдвое, а сопротивление в пять раз. Это означает, что изменение содержания кислорода в этом соединении в результате различных режимов отжига приводит в основном к изменению примесного рассеяния, мало влияя на концентрацию носителей тока. В то же время для образца, отожженного в кислороде, коэффициент Холла резко отличается от коэффициентов Холла других образцов этой серии, превышая их более чем в 10 раз. Это может быть связано с тем, что хаотический примесный потенциал, создаваемый избыточным кислородом в соединении, отожженном в кислороде, настолько велик, что локализует носители тока.

Таким образом, с ростом содержания кислорода, во-первых, на два порядка увеличивается величина сопротивления в проводящих плоскостях, во-вторых, имеет место переход от диффузионного переноса носителей в Си02-плоскостях в оптимально отожженных образцах к неметаллической зависимости раь(Т) для образцов с высоким содержанием кислорода. Это связано, по-видимому, с тем, что избыточные атомы кислорода садятся в позиции "апексного" или вершинного кислорода над или под проводящими плоскостями. Такие избыточные кислородные атомы образуют хаотический потенциал (потенциал беспорядка), на котором локализуются носители.

Сопротивление вдоль оси с (рис.ЗЬ) также возрастает с увеличением содержания кислорода, однако не столь существенно: в 2 раза. Характер температурной зависимости рс(Т) для образцов с различной величиной 8 остается неметаллическим: рс(Т) ~ 1/Т. Аналогичные результаты были получены на Ш-системе с х=0.12 и 0.17.

Таким образом, раЬ гораздо более чувствительно к режиму отжига, чем рс. Это различие особенно заметно при низких температурах: рс изменяется в несколько раз, а раь - в десятки и даже в сотни раз.

Итак, с увеличением содержания кислорода и ростом степени беспорядка в системе, вызванного содержанием нестехиметрического кислорода, происходит переход от квазидвумерной металлической системы (раь(Т) - металлическое поведение, рс(Т) - неметаллическое поведение) к трехмерной анизотропной неметаллической системе с сильным беспорядком, что выражается в резком изменении, как

величины, так и температурной зависимости коэффициента анизотропии сопротивления рс/раь(Т) (рис.4).

Nd, Се CuO /SrTiO,

2-х х 4+6 3

х=0.15

■ оптимальныи отжиг, Т =21.7 К

onset

• без отжига, Т =12.2 К

onscl

* отжиг в кислороде

> ААААА А А 4 А 4

"...

_*_!_

100

200

300

Т(К)

Рис.4.

Температурная

зависимость

коэффициента

анизотропии

сопротивления.

Рис.5 демонстрирует, что рост степени беспорядка в системе (уменьшение вследствие увеличения содержания кислорода,

приводит как к подавлению сверхпроводимости, так и к уменьшению низкотемпературного коэффициента анизотропии сопротивления.

Рис.5. Зависимость коэффициента анизотропии сопротивления и температуры начала СП перехода от параметра беспорядка в соединении Ш2-хСехСи04+5 с х = 0.15.

Обнаружена корреляция между величиной коэффициента анизотропии сопротивления в нормальной фазе и температурой

сверхпроводящего перехода: максимальная анизотропия соответствует максимальной температуре перехода.

В монокристаллах Шг-хСехСиО^ при оптимальном легировании с 8->0 было установлено, что механизм проводимости различается в аЬ-плоскости и с-направлении: проводимость является металлической (металлическая зависимость сопротивления: с1ра1/с1Т > 0) в аЬ-плоскости и неметаллической (неметаллическая зависимость сопротивления: (1рс/с1Т < 0) в с-направлении. С увеличением содержания кислорода (5 > 0) в купратной системе проводимость в аЪ-плоскости становится неметаллической (с!раг/с1Т < 0). Такое поведение в слоистой квазидвумерной системе можно понять, если допустить, что соединение находится в фазе андерсоновского диэлектрика, обусловленной наличием в нем сильного внутреннего беспорядка, с сильно анизотропной длиной локализации носителей в проводящей плоскости и в направлении, перпендикулярном к ней (Л/ос"6 » /?/„/) [Л9, Л10]. Изменение поведения сопротивления (переход от металлической зависимости к неметаллической), по-видимому, связано с тем, что в случае, когда состояния вблизи уровня Ферми локализованы, все зависит от соотношения между радиусом локализации /?;ос носителя и длиной его диффузии за характерное время процессов неупругого рассеяния, ь^^^йт^ (И - коэффициент диффузии, т9 - время фазовой когерентности). На основании результатов экспериментальных измерений были сделаны оценки длины локализации носителей в плоскости аЬ:

-P^fd (1)

и длины неупругого рассеяния:

Сравнение величин R¡ocab и дает информацию о характере температурной зависимости сопротивления в проводящих плоскостях аЪ.

Была оценена длина локализации в направлении оси с при движении носителей между проводящими СиОг- плоскостями:

щ «—£— (3)

где те$с - время ухода из данной СиСЬ - плоскости в соседнюю, г -время релаксации носителей в плоскости, с - расстояние между проводящими Cu02 - плоскостями. Для одномерного движения носителей вдоль оси с TesJ т определяется по формуле:

г..(с/(fipjpj (4)

г (л! 8)-«j0c3

Сравнение величин Л/0/ и расстояния между Си02-плоскостями (с ~ 6 А для монокристаллов Nd2-xCexCu044o) дает информацию о характере температурной зависимости сопротивления при движении в направлении оси с.

Так для оптимально легированного Nd2.xCexCu04+s (х = 0.15) были получены следующие результаты:

1). "optimally reduced" - оптимально отожженная пленка в вакууме (ky(=51.6): L°b ~ 1200 A, Riocab -»оо (L°h < R,ocab), что соответствует металлическому характеру температурной зависимости сопротивления в плоскости ab; Riocc ~ 5.5 А, с ~ 6 A (R!occ < с), что свидетельствует о неметаллическом характере температурной зависимости сопротивления в направлении с.

2). "as grown" - без отжига (yt^=8.6): L* ~ 380 A, Ri0"h ~ 2-108 А (Lpb < Riocab), т.е. металлический характер температурной зависимости сопротивления в плоскости ab; Rjacc ~ 3.4 А, с ~ 6 A (R/orc < с), т.е. неметаллический характер температурной зависимости сопротивления в направлении с.

3). Для пленки, отожженной в кислороде (^./=0.7), —> оо, Rhcb ~ Ю.5 A {L£b » Riocab), т.е. неметаллический характер температурной зависимости сопротивления в плоскости ab; Riof ~ 1-5 А, с ~ 6 A (Riof < с), т.е. неметаллический характер температурной зависимости сопротивления в направлении с.

Полученные из оценок характеристики раь(Т) и рс(Т) для оптимально легированного Ndi85Ce0 i5Cu04+5 коррелируют с экспериментально наблюдавшимися температурными зависимостями сопротивления в этих пленках (рис.3). Таким образом, для соединений без отжига и в оптимально отожженных соединениях наблюдалась комбинация металлической зависимости электросопротивления в плоскости ab и неметаллического поведения в направлении с. Такая комбинация температурных зависимостей сопротивления для одних и тех же образцов является внутренним свойством квазидвумерных систем. Однако, с ростом беспорядка вследствие увеличения содержания нестехиометрического кислорода (образцы, отожженные в кислороде), температурные зависимости сопротивления как в плоскости ab, так и в направлении с становятся неметаллическими.

Для соединения Nd2.xCexCu04+5 с другим содержанием церия также наблюдается хорошая корреляция теоретических оценок локализационных параметров и длин неупругого рассеяния и температурного поведения сопротивления.

Таким образом, в квазидвумерной системе Nd2.xCexCu04+5 рост степени беспорядка за счет увеличения содержания кислорода приводит к переходу металл-диэлектрик андерсоновского типа.

Пятая глава «Влияние легирования на сопротивление и эффект Холла в Ш2.хСехСи04+8» посвящена исследованию температурных зависимостей сопротивления и эффекта Холла в оптимально-отожженных соединениях Ш2.хСехСи04+8 с разным уровнем легирования церием. Результаты исследований опубликованы в работах [5,14, 15,17,21,24-27].

Проведены измерения сопротивления в интервале температур Г = (1.8 - 300) К вдоль СиОг-плоскостей раь(Т) для оптимально отожженных монокристаллических пленок Ш2-хСехСи04+8 (5-»0) с 0 < х < 0.20. Оптимально отожженными принято считать образцы с максимальной температурой Тс при заданном х. Температурные зависимости р„ь(Т) представлены на рис.6.

Рис.6. Температурные зависимости сопротивления раь(Т) в оптимально отожженном Nd2.xCexCu04+5 с различным уровнем легирования церием.

На рис.7а представлен график зависимости сопротивления от содержания Се для нашей серии образцов. Для сравнения представлены результаты измерений раь(х) системы Рг2-хСехСи04+5 с 0.13 <х < 0.20, сделанных в группе Фурнье [ЛИ]. На рис.7Ь приведена фазовая диаграмма Тс(х) для тех же образцов, что и на рис.7а, а также имеющиеся в литературе данные для наиболее качественных монокристаллов Nd2-xCexCu04+s (6->0). С ростом содержания церия наблюдается резкое падение сопротивления в недолегированных образцах с х < (0.12 - 0.14) (для Nd2Cu04 при Т = 116 К раЬ = 10.3 Ом-см, что более чем на четыре порядка превышает величину раь для х = 0.12); уменьшение сопротивления раь еще в 5-7 раз для соединения с х = (0.15 - 0.17) и слабый рост сопротивления раъ

от х для составов с х > 0.18. Уменьшение сопротивления на несколько порядков при увеличении содержания Се от х = 0 до х = (0.12-0.14), несомненно, связано с переходом от режима сильной экспоненциальной локализации к режиму слабой логарифмической локализации носителей в купратных плоскостях (переход диэлектрик-металл в неупорядоченной двумерной (2 Э) системе). Об этом свидетельствует характер температурной зависимости сопротивления. Для соединения с х = 0 раь{Т) ~ ехр(ДЕ/кТ) с АЕ » 25 мэВ, как было показано в главе 3, а в соединении с х = 0.12 - отчетливо выражены эффекты слабой 20-локализации: логарифмический рост раь{Т) ~ - 1п Т при понижении температуры и отрицательное магнитосопротивление.

s

о S О

0,1

0,01

О - наши измерения (Nd) а

♦ - измерения Фурнье и др.(Рг) [ЛИ] ♦

0 ♦

0,00 0,05 0,10 0,15 ОД) Содержание церия - х

0,15 0,20

Содержание церия - х

Рис.7.

Зависимость сопротивления РаЬ (а) и температуры сверхпроводящего перехода Тс (Ь) от содержания церия х: светлые кружки -наши измерения, Т -Тс- для сверхпроводящих составов, Т=4.2 К - для х =0.12; ромбы -данные [JI11], светлый квадрат - дан -ные [Л 12], темный треугольник - данные [Л 13],звездочка-данные [Л14].

Таким образом, замещение Ш3+ на Се4+ приводит, с одной стороны, к появлению электронов в Си02-плоскости, а с другой, к беспорядку, порождаемому случайным распределением ионов Се. Как и в полупроводниках, локализация или делокализация носителей зависит от соотношения кинетической энергии (энергии Ферми, £р) и

потенциальной энергии взаимодействия электронов с примесями (амплитудой хаотического потенциала, у) [Л15]. Для 20-систем ер ос п5, где и,- двумерная концентрация электронов, а амплитуда флуктуаций примесного потенциала у ос л/777, где Лг,=д, есть поверхностная плотность примесей. При малых концентрациях электронов у » £>, это условие соответствует диэлектрику (сильная локализация). При больших концентрациях » у и реализуется квазиметаллический режим длины свободного пробега с квантовыми интерференционными поправками из-за эффектов слабой локализации. Условие » у соответствует тому, что электроны "заливают" потенциальный рельеф на дне зоны, по которой идет проводимость (двумерной рс1а -зоны, образованной состояниями электронов в Си02-плоскости [Л 16]). В области у ~ £р происходит переход диэлектрик-металл андерсоновского типа.

Температурная зависимость сопротивления в проводящих Си02 -плоскостях для всех исследованных концентраций церия имеет металлический характер (йраь/АТ > 0) (рис.8). И только для образца с х = 0.12 при температурах Г < 50 К имеет место логарифмический рост сопротивления с уменьшением температуры: р„ь(Т) ~ - 1п Т (рис.8а). Температурные зависимости сопротивления поперек проводящих СиСЬ - плоскостей рс(Т) изменяются с увеличением содержания церия. Так, в недолегированной области (х = 0.12) рс(Т) имеет неметаллический характер и при Г < 50 К проявляет активационную зависимость: рс(Т) ос схр(Т(/Т)"2 (рис.9а). Для

оптимально легированного соединения (х = 0.15) величина рс увеличивается, зависимость рс(Т) явно неметаллическая: рс(Т) ос 1/Т, однако не является активационной (рис.8Ь). При дальнейшем увеличении содержания церия (х=0.17) происходит переход от неметаллической зависимости сопротивления (dp¿dT < 0) к металлической {(1рсШ > 0) при Т > 200 К (рис.8с). При х = 0.20 наблюдается металлический ход рс{Т) во всем интервале температур вплоть до сверхпроводящего перехода при Г = 10 К (рис.8с1). Для образца с х=0.20 зависимость рс(Т) <х в интервале температур Т = (10 -150) К и рс(Т) ос Т при Г> 200К.

В результате исследования соединения Ыё2-хСехСи04+5 с различным содержанием легирующей примеси (Се) и с оптимальным отжигом (5—>0) установлено, что сочетание металлического поведения раъ(Т) и неметаллической зависимости рс(Т) для оптимально отожженных образцов с х = 0.15 при температурах Т < 300К и для

0,20 0,15 0,10 0,1

о

^ 0,0 о

¿,0,04

аЬ,02 0,00 0,2 0,1 0,0

8 —!>......

0

100 200 Т(К)

300

3 ]

1 о 0 2 0,6О

0.4 ^

а

0,2

0,0

2 1 0

Рис.8. Температурные зависимости сопротивления раь{Т) и рс(Т) оптимально отожженных образцов соединения Ыё2.хСехСи04+5 (<5->0) с различным содержанием церия.

;с=0Л7 при Г < 100 К есть собственное свойство вещества и является свидетельством квазидвумерности системы. Имеет место 2В-проводимость по делокализованным состояниям в плоскостях и некогерентное туннелирование (прыжки) в направлении с с учетом разброса уровней энергии электрона в ямах, обусловленного беспорядком. По мере роста легирования церием, при х = 0.20,

наблюдается переход к анизотропной металлической ЗЭ-системс (рис.9).

120

М^СеСиО^^&ТЮ,

Рис.9.

40 20 0

а 60

100 80

%

оптимальный отжиг

х=0.15 х=0.17 х=0.12 х=0.20

Температурная зависимость коэффициента анизотропии сопротивления оптимально отожженных образцов соединения

Ш2.хСехСи04 с различным содержанием церия.

о

100

200

300

Т(К)

Таким образом, с увеличением содержания церия имеет место переход от трехмерной анизотропной неметаллической системы (х = 0.12) к квазидвумерной металлической системе (х = 0.15, 0.17), когда раь(Т) • имеет металлический характер, а рс(Т) -неметаллический, и далее к трехмерной анизотропной металлической системе (х = 0.20).

В слоистых ВТСП - кристаллах происходит пространственное разделение носителей тока и заряженных примесей: электроны (в N(1 -системе) или дырки (в Ьа - системе) не остаются в связанном состоянии на ионах Се4+ или 8г2+, а переходят в плоскости Си02. Носители в "идеальном" кристалле делокапизованы в аЬ - плоскости и локализованы в направлении с. Ситуация сходна с той, которая имеет место в полупроводниковых сверхрешетках или многослойных гетероструктурах с селективным легированием в барьерах, то есть ВТСП - кристалл можно рассматривать как систему многократных квантовых ям (слои Си02), разделенных легироваными слоями оксидов N(1 или Ьа [Л 17].

В модели естественной сверхрешетки (слои Си02 - квантовые ямы, буферные слои Ш(Се)0 - барьеры) температурная зависимость переноса носителей между проводящими слоями Си02 может быть получена, если учесть разброс уровней энергии электрона в квантовых ямах из-за хаотического примесного потенциала. Действительно, если волновая функция электрона локализована в направлении с с характерным радиусом локализации меньшим расстояния между соседними плоскостями Си02, то интеграл переноса имеет:

Гс ос ехр

(5)

где {Яьс)'1 ~ 4ьпЫЬг, А - эффективная высота барьера, аг„- разброс уровней энергии электрона (значений А) в ямах, обусловленный беспорядком. Первый множитель в (5) (интеграл перекрытия) обусловливает зависимость вероятности перехода между слоями от высоты барьера, а второй приводит к неметаллической температурной зависимости проводимости при низких температурах (аналог проводимости по примесной зоне в полупроводниках [Л15]).С повышением температуры все более существенную роль начинает играть вклад в проводимость, связанный с термической активацией носителей через барьер;

и при кТ > А должен наблюдаться переход к "металлической" проводимости. Исходя из вида температурной зависимости рс(Т), была определена эффективная высота барьера А: А >300 К для х = 0.12; А = 300 К для х = 0.15 и А = 200 К для х = 0.17. Переход к металлической проводимости в направлении с для х = 0.20 в рассматриваемой модели обусловлен именно понижением эффективной высоты барьера по мере роста уровня Ферми в процессе легирования церием.

Шестая глава «Гальваномагнитные эффекты в монокристаллах Са2-ж8г,Ки04» посвящена исследованию изовалентного легирования на закономерности поведения температурных зависимостей электросопротивления в проводящих плоскостях аЪ и вдоль направления с монокристаллов Са2.х8гхНи04 с целью выяснить особенности существования перехода металл-диэлектрик в слоистых системах [14-16,24,26].

На рис.10 приведены результаты измерения температурных

зависимостей сопротивления монокристаллов Саг-хБ^КиО* с 0 < х < 2.0 в плоскости К.и02 - Раь{Т) (рис. 10а) и вдоль оси с кристаллов рс(Т) (рис.ЮЬ). Наблюдаемая в соединении Са2Яи04 (х = 0) активационная зависимость сопротивления в плоскости аЬ в измеренном интервале температур Т = (200 - 300) К (вставка на рис. 10а), указывает на

(6)

диэлектрические свойства этого соединения. Энергия активации составляет АЕ = 217 мэВ.

з

Я

о

о 7

ш Л

о?

Р

о."

1

о

О 100 200 300

Т(К)

Рис.10. Температурные зависимости сопротивления монокристаллов Са2.х8гхЯи04 с 0.0 < х < 2.0 в плоскости Яи02 - раь{Т) и вдоль оси с - Рс{Т)

Увеличение содержания стронция в соединении Са2.х8гхКи04 приводит к появлению металлического поведения сопротивления в плоскости аЬ для всех х > 0.2 в интервале температур Т = (30 - 300) К. В соединении с л: = 0.2 сопротивление в проводящей плоскости раь{Т) ведет себя линейно с температурой в интервале Т = (100 - 300) К, а при температурах ниже 100 К наблюдается степенная зависимость Раь{Т) ~ Т" с показателем степени а= 0.85. Рост содержания стронция

(х=0.5; 1.5; 2.0) приводит к появлению степенной зависимости раь(Т) ~ Т" с 1.4 < а < 1.8 во всем измеренном температурном интервале Т = (1.7 - 300) К. В монокристалле 8г2Ки04 раъ = 0.8 мкОм-см при минимальной температуре Т - 1.7 К. С увеличением содержания стронция в соединении Са2.х8гх11и04 имеет место рост величины сопротивления рс и изменение температурной зависимости рс{Т) от металлической (х=0.2) к неметаллической х > 0.2 (рис.ЮЬ). Так для соединения с х = 1.5 наблюдается логарифмический рост сопротивления с уменьшением температуры рс(Т) ~ -1п (7) во всем температурном интервале Т = (1.7 - 300) К. Однако при дальнейшем увеличении содержания стронция (х = 2.0 - результаты измерений для х=2.0 приведены на рис.ЮЬ) имеет место немонотонное поведение рс(Т). Наблюдается логарифмический рост сопротивления с уменьшением температуры д(7) ~ -1п (7) в интервале 7' = (170 - 300) К и дальнейшее уменьшение сопротивления по степенному закону рЛЛ-Т1 с 1.3 < а <2.0.

Максимальное значение рс!раь = 800 для 8г2Яи04 (х = 2.0) при температуре Т= 50 К. Именно для этого состава наблюдается переход в сверхпроводящее состояние. Как и в соединении Ш2-хСехСи04+5, в системе Са2-х8гхЯи04 существует однозначная связь между величиной коэффициента анизотропии сопротивления и величиной температуры сверхпроводящего перехода (увеличение коэффициента анизотропии сопротивления приводит к появлению сверхпроводимости в данном соединении). Было обнаружено, что с увеличением содержания кальция коэффициент анизотропии сопротивления уменьшается, достигая нескольких единиц, изменяется характер температурных зависимостей сопротивления, что указывает на переход от квазидвумерного металлического соединения к трехмерному неметаллическому анизотропному соединению и исчезновению сверхпроводящего перехода.

Были проведены оценки 7?/0/ и г„/г для монокристаллов

Са2-х8гхЛи04 с х = 0.5 и 0.7-см.формулы (1-4). В соединении Са2.х8г,Ди04 с х — 0.5 Ь9аЬ = 4.1 А « К,0СаЬ ~ 3-10ю А (Ь9аЬ < Я,0СаЬ), что соответствует металлическому характеру температурной зависимости сопротивления в плоскости аЬ; В/„с £ 2.2 А < с = 6 А (Я/осс < с), что свидетельствует о неметаллическом характере температурной зависимости сопротивления в направлении с, для х = 0.7 = 4.7 А « Я10СаЬ = 2-1012А - металлическое поведение в плоскости аЪ и неметаллическое в направлении с, т.к. 7?/осе а 3.8 А < с = 6 А при Т < 40 К. В соединении Са2Ки04 (х = 0) имеет место активационная зависимость сопротивления в проводящих плоскостях, к^<< 1. Таким

образом, в квазидвумерной системе Са2-х8г,Ди04, как и в системе Ш2.хСехСи04+8 появление беспорядка за счет изменения содержания кальция (изовалентное легирование) приводит к переходу металл-диэлектрик андерсоновского типа.

В седьмой главе «Эффекты (/-волнового спаривания в электронных сверхпроводниках» представлены результаты исследования температурных зависимостей сопротивления монокристаллов и монокристаллических пленок электронного сверхпроводника Ш2.хСехСи04+5 с уровнем легирования х=0.15, 0.14, 0.18 и с разной степенью беспорядка 8 в различных магнитных полях (Я || с, 31| аЬ) в интервале температур Т = (0.4 - 40) К. Показано, что изучение характера зависимости наклона верхнего критического поля ((1НС2/<ЛТ)т->тс от степени нестехиометрического беспорядка позволяет экспериментально различить сверхпроводники с ¿/-спариванием и с анизотропным ¿-спариванием. Удалось установить возможную причину относительной устойчивости электронного сверхпроводника к разупорядочению, которая состоит в сильной анизотропии примесного рассеяния с симметрией с/-типа. Результаты исследований опубликованы в работах [1, 2, 18-20,22, 28,29].

Определение типа куперовского спаривания в электронных высокотемпературных сверхпроводниках продолжает оставаться в центре внимания исследователей.

В данной главе представлены результаты экспериментального исследования зависимости наклона верхнего критического поля (сН~[с/с1Т)г^1Ъ а также температуры сверхпроводящего перехода Тс от степени беспорядка в электронном сверхпроводнике Ш2-хСехСи04+8 и сравнения с теоретическими исследованиями, проведенными в работах [Л 18] с целью определить тип анизотропного спаривания (с?- или х-) в электронных сверхпроводниках. Влияние примесного рассеяния на величину верхнего критического поля теоретически обсуждалось в работе Джина и Маки [Л 19] и было показано, что при учете спаривания с/-типа величина верхнего критического поля уменьшается с ростом степени беспорядка, тогда как при условии спаривания ¿-типа - растет.

Как уже было сказано выше, рост степени беспорядка в системе Ш2-хСехСи04+5 связан с увеличением содержания нестехиометрического кислорода, так как в результате наших исследований было установлено, что увеличение содержания кислорода приводит к переходу от квазидвумерной металлической системы {раь(Т) - металлическое поведение, рс(Т) - неметаллическое

поведение) к трехмерной анизотропной системе с сильным беспорядком.

Исследуя влияние нестехиометрического беспорядка, вызванного изменением содержания кислорода в электронном сверхпроводнике Nd2-xCexCu04+5, на верхнее критическое поле было получено, что наклон верхнего критического поля (производная верхнего критического поля по температуре) уменьшается с ростом беспорядка, что характерно для систем с ¿/-спариванием (рис.11а). Однако уменьшение наклона (с1Нс2/с1Т)т^тс с увеличением степени беспорядка не является столь резким, как это предсказано теорией для систем с изотропным рассеянием электронов (зависимость 1 на вставке рис. 11а). В рамках модели сверхпроводника с сильной анизотропией рассеяния на нормальных примесях [J120] удается учесть относительную устойчивость электронного сверхпроводника Nd2-xCexCu04+5 к разупорядочению.

Параметром беспорядка в модели примесного сверхпроводника [JI18] является величина у/кТси, где

y = ±=J^ib-t (7)

2х т(к„()

т - время релаксации импульса электронов за счет рассеяния на нормальных примесях, и, -концентрация носителей в слое, m - масса электрона.

Параметром беспорядка в модели сверхпроводника с сильной анизотропией рассеяния на нормальных примесях является величина у - Уо+У/, где у0 = h/2 т(г параметр беспорядка, связанный с изотропным рассеянием, а у/ = h/2 г> - с анизотропным. Из сопоставления данных рис.11а для (dHC2/dT)r-+Tc с теоретическими зависимостями (см. вставку на этом рисунке) была получена оценка параметра анизотропного рассеяния электронов: yi/y0 = 0.925, то есть вероятности изотропного и анизотропного рассеяния электронов близки по величине.

Наблюдаемое экспериментально уменьшение критической температуры с ростом параметра беспорядка (рис.1 lb) также может быть описано в рамках модели с анизотропным рассеянием на примесях при yi/y0 = 0.925 в соответствии с оценкой из данных для наклона верхнего критического поля.

Таким образом, экспериментально установлено, что в электронных

высокотемпературных сверхпроводниках Nd2.xCexCu04+5 наклон верхнего критического поля падает с ростом степени беспорядка в системе, что характерно для систем со спариванием if-типа.

1,0 0,8 0,6

•с

0,4

0,2

10 20 30 40 50

1,0 0,8 0,6

н

0,4

0,2

О 20 40 60 80

Рис.И. Экспериментальная зависимость нормированного наклона верхнего критического поля

h=(dHc2/dT)T^TJ(dHc2/drj\ та (а) и критической температуры (Ь) от параметра беспорядка в оптимально легированных монокристаллических пленках Nd2-xCexCu044s- На вставке - теоретическая зависимость нормированного наклона кривой верхнего критического поля

h = {dHc2/dT)\ rJ{dHc2/dT$ Тсо от параметра беспорядка (а) и теоретическая зависимость температуры перехода от параметра беспорядка (Ь). Здесь Тсо - критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние в отсутствие примесей. Штриховая линия - для случая анизотропного s-спаривания, сплошные линии - для случая ¿/-спаривания с анизотропным рассеянием для

нескольких значений у//уо'- 1 - У^Уо - 0.0, 2 - 0.4, 3 - 0.5, 4 - 0.6, 5 - 0.7, 6 -0.8,7-0.9,8-0.95.

Кроме этого показано, что уменьшение наклона (с1НС2/с1Т)г-^тс не является таким резким, как для систем с й - спариванием при изотропном рассеянии электронов. Одной из причин более плавного уменьшения наклона (сШс2/сИ)т^тс и относительной устойчивости электронного сверхпроводника к разупорядочению является наличие сильного анизотропного примесного рассеяния с симметрией ¿/-типа.

В результате анализа температурных и полевых зависимостей удельного сопротивления для электронного сверхпроводника Ш2-хСехСи04+5 с разным уровнем легирования и для оптимально легированного электронного сверхпроводника Ш2-хСехСи04+6 с разной степенью беспорядка были рассчитаны длины когерентности и произведение Получено, что для электронного сверхпроводника Ш2-хСехСи04+5 с разным содержанием церия и разной степенью беспорядка длина когерентности растет с увеличением степени беспорядка, что характерно для систем со спариванием ¿/-типа. Величина > 68.3 и, следовательно, данная система не переходит границу устойчивости БКШ-режима (образование куперовских пар) к^ = 2тс даже в оптимально легированных и оптимально отожженных соединениях.

Заключение

В диссертационной работе выяснена детальная картина изменения фазовых состояний в слоистых сверхпроводящих системах при изменении нестехиометрического беспорядка и степени изовалентного и неизовалентного легирования в результате исследования тензора электросопротивления в отсутствие внешнего магнитного поля и под действием внешнего магнитного поля в соединениях Ис12.хСехСи04+5 и Са2.х8гхЯи04, а также получены данные о симметрии спаривания в электронном сверхпроводнике Ыс12.хСехСи04+5.

Получены следующие наиболее важные результаты:

1. В родительском соединении ШгСи04 электронного сверхпроводника Ш2.хСехСи04+5 перенос заряда осуществляется путем активированных прыжков по локализованным состояниям, находящимся вблизи уровня Ферми. Показано, что в родительском соединении нестехиометрическое содержание кислорода,

вызывающее беспорядок в системе, влияет на электронные состояния в окрестности уровня Ферми: удаление из кристаллической решетки нестехиометрического кислорода приводит к резкому росту сопротивления в направлении, перпендикулярном проводящим плоскостям Си02.

2. Показано, что в недолегированной церием области (х < 0.15) соединение Nd2.xCexCu04+s является трехмерным анизотропным неметаллом, в оптимально легированной области (х = 0.15) собственное нормальное состояние - это состояние квазидвумерного металла, которое выражается в металлическом поведении удельного сопротивления раь(Т) в проводящей плоскости Cu02 и неметаллической зависимости удельного сопротивления от температуры поперек проводящих плоскостей рс(Т). По мере роста легирования церием, при х = 0.20, наблюдается переход к трехмерной анизотропной металлической системе.

3. Однозначно установлено, что с ростом степени беспорядка в системе, вызванного содержанием нестехиметрического кислорода, происходит переход от квазидвумерной металлической системы к трехмерной анизотропной неметаллической системе с сильным беспорядком. Показано, что изменение содержания кислорода в соединении Nd2.xCexCu04+s приводит в основном к изменению примесного рассеяния, мало влияя на концентрацию носителей заряда. Удаление нестехиометрического кислорода приводит к существенному увеличению длины свободного пробега носителей заряда.

4. Установлено, что сопротивление в плоскостях Cu02 раь(Т) гораздо более чувствительно к содержанию нестехиометрического кислорода, чем в поперечном направлении: раь(Т) изменяется на один - два порядка по величине, а рс(Т) - в несколько раз. Уменьшение содержания нестехиометрического кислорода (уменьшение степени беспорядка в системе) приводит к изменению механизма проводимости в нормальном состоянии и к росту коэффициента анизотропии сопротивления. Обнаружено сочетание максимальной величины коэффициента анизотропии сопротивления и максимальной температуры СП перехода.

5. Экспериментальные результаты и их теоретический анализ показали, что соединения Nd2.xCexCu04+5 и Ca2.xSrxRu04 являются сверхпроводниками, находящимися в состоянии андерсоновского

диэлектрика с сильно-анизотропной длиной локализации {Riocb » Rhc)'- слабая локализация в плоскости аЬ и сильная локализация в направлении с, и при определенной степени беспорядка происходит переход Андерсона металл-диэлектрик.

6. Показано, что в электронных сверхпроводниках изучение характера зависимости наклона верхнего критического поля (dHc2/dT)Tc от степени нестехиометрического беспорядка позволяет экспериментально различить сверхпроводники с d - спариванием и с анизотропным s - спариванием. Обнаружено, что в оптимально легированном соединении Nd2.xCexCu04+5 реализуется спаривание d - типа с анизотропным рассеянием на примесях. Уменьшение величины верхнего критического поля и его наклона, увеличение длины когерентности с ростом степени беспорядка соответствует теоретическим расчетам при учете спаривания d - типа.

7. В электронном высокотемпературном сверхпроводнике Nd2-xCexCu04l5 с разным уровнем легирования установлено, что длины когерентности на 1-2 порядка меньше, чем характерные значения £ в обычных сверхпроводниках, однако на порядок больше, чем в дырочно-легированных высокотемпературных сверхпроводниках. Показано, что в исследованных соединениях с разным уровнем легирования » 2п и, следовательно, система Nd2-xCexCu04+5 соответствует критерию устойчивости основного состояния типа БКШ (формирование куперовских пар), а не состояния бозе-эйнштейновской конденсации с заранее образованными парами.

Список цитированной литературы

Jll. Ivanov А.А., Galkin S.G., Kuznetsov A.V. Smooth homogeneous HTSC thin films produced by laser deposition with flux separation // Physica C.- 1991.-V. 180.- P. 69-72.

JI2. Klimczuk T.W., Sadowski W., Klamut P.W., Dabrowski B. Study of superconductivity in a wide range of Ce doping in Nd-214 system // Physica C.- 2000.- V.341-348,- P. 395-398.

ЛЗ. Maljuk A.N., Lokhov A.A., Naumenko I.G., Bdikin 1.К., Zver'kov S.A., Emel'chenko G.A. Growth and characterization of bulk Ш2-*Се,Си04 single crystals // Physica C.- 2000.- V.329.- P. 51-57.

Л4. Kim J.S., Gaskell D.R. The phase stability diagrams for the system Nd2Cu04_s and Щ.^СсшСиО« //Physica C. 1993. V.209. P.381-388.

JI5. Wang E., Tarascon J.-M., Greene L.H., Hull G.W. Cationic substitutionand role of oxygen in the n-type superconducting T' system Nd2-yCeyCuOz // Phys.Rev.B.- 1990.- V.41.- P. 6582-6590.

Л6. Xu X.Q., Mao S.N., Wu Jiang, Peng J.L., Greene R.L. Oxygen dependence of transport properties of Ndi.78Ceo.22Cu04+8 // Phys.Rev.B.- 1996.- V.53.-P. 871-875.

JI7. Shultz A.J., Jorgensen J.D., Peng J.L., Greene R.L. Single-crystal neutron-diffraction structures of reduced and oxygenated Nd2. xCexCuOy // Phys.Rev.B.- 1996.- V.53.- P. 5157-5159.

J18. Lee. P.A., Ramakrishnan T.V. Disordered electronic systems // Rev.Mod.Rhys.- 1985.- V.57.- P. 287-337.

JI9. Kotliar G., Abrahams E., Ruckrnstein A. E. Long-Wavelength behaviour, impurity scattering and magnetic exitation in a marginal Fermi liquid// Europhysics Letters.-1991.- V.15 (6).- P. 655-660.

JI10. Sadovskii M.V. Localization Effects in High-Temperature Superconductors: Theoretical Aspects. // Proc. Int. Workshop "Effects of Strong Disordering in HTSC".- Sverdlovsk-Zarechny.: IMP, 1990.-P. 32-45.

ЛИ. P. Fournier, P. Mohanty, E. Maiser Insulator-Metal Crossover near Optimal Doping in Pr2.xCexCu04: Anomalous Normal-State Low Temperature Resistivity // Phys. Rev. Lett.- 1998.- V.81.- P. 47204723.

Л12. Tanda S., Ohzeki S., Nakayama T. Bose glass-vortex-glass phase transition and dynamics scaling for high-rc Nd2.ïCe^Cu04 thin films //Phys. Rev. Lett.- 1992.- V. 69.- P. 530-533.

Л13. Fujita T., Kikugawa N., Ito M., Yamane K., Matsumoto Y. Transport properties of Nd2.yCeyCu04.5 with y~0.14// Physica C.- 2000.- V.341-348.- P. 1937-1938.

Л14. AlffL., Meyer S., Kleefisch S., Schoop U., Marx A., Sato H., Naito M., and Gross R. Anomalous Low Temperature Behavior of Superconducting NdhKCe015Cu04.y // Phys. Rev. Lett.- 1999.- V. 83.-P. 2644-2647.

Л15. Шкловский Б. И., Эфрос А. Л. Электронные свойства легированных полупроводников,- М.: Наука, 1979.-416с.

Л16. Плакида Н.М. Высокотемпературные сверхпроводники.- М.: Международная программа образования. -1996.- 288с.

Л17. Капаев В.В., Копаев Ю.В., Токатлы И.В. Зависимость от импульса размерности электронных состояний в гетероструктурах // УФН.- 1997.- Т. 167,- С. 562-566.

J118. Посаженникова А.И., Садовский М.В. Разложение Гинзбурга-Ландау и наклон верхнего критического поля в неупорядоченных сверхпроводниках // Письма в ЖЭТФ.- 1996.- Т.63.- С.347-352; Посаженникова А.И., Садовский М.В. Разложение Гинзбурга-Ландау и наклон верхнего критического поля в сверхпроводниках с анизотропным рассеянием на нормальных примесях // ЖЭТФ,- 1997,- Т.112,- С. 2124-2133.

Л19. Yin G., Maki К. Effect of impurity scattering on upper critical field of unconventional superconductors// Physica В.- 1994.- V.194-196.- P. 2025-2026.

Л20. Haran G. and Nagi A.D. Role of anisotropic impurity scattering in anisotropic superconductors // Phys.Rev.B.- 1996,- V. 54.- P. 1546315467.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах в журналах, включенных ВАК в «Перечень» ведущих рецензируемых журналов:

1. Пономарев А.И., Крылов К.Р., Харус Г.И., Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Леонюк Л.И. Разрушение сверхпроводимости магнитным полем в монокристалле NdCeCuO: 2D-xapaicrep перехода // Письма в ЖЭТФ.- 1995.- Т. 62.- вып. 6,- С. 494-499.

2. Ponomarev A.I., Tsidilkovski V.I., Krylov K.R., Charikova T.B., Leonyuk L.I. Transport Properties of Ndl.85Ce0.15CuO4-S Single Crystals: The Narrow Band Model // Journal of Superconductivity.-1996.-V.9.- N1.-P. 27-32.

3. Charikova T.B., Ignatenkov A.N., Ponomarev A.I., Shelushinina N.G., Sabirzjanova L.D., Emelchenko G.A., Zhohov A. A. Behavior of both inplane and out-of-plane resistivities of Nd2-xCexCu04+8 single crystals // Physica C.-2000,-V.341-348.-Iss. 1-4.- P. 1561-1562.

4. Чарикова Т.Б., Пономарев А.И., Игнатенков A.H., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г., Емельченко Г.А., Жохов А.А. Анизотропия сопротивления монокристаллов Nd2-1CeiCu04fg с разной степенью легирования // Физика металлов и металловедение.- 2001.- Т.91.-№2,- С. 46-52.

5. Игнатенков А.Н., Пономарев А.И., Сабирзянова Л.Д., Чарикова Т.Б., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г, Иванов А.А., Чуркин О.А. Влияние беспорядка на транспортные свойства высокотемпературного сверхпроводника Nd2-xCexCu04+s // ЖЭТФ,-2001.- Т. 119.- вып.6,- С. 1250-1256.

6. Harus G.I., Ponomarev A.I., Charikova T.B., Ignatenkov A.N., Sabirzyanova L.D., Shelushinina N.G., Elesin V.F., Ivanov A.A., Rudnev I.A. The interplay of superconductivity and localization in Nd2_ ICe^Cu04+s single crystal films // Physica C.- 2002,- V.383.- Issue 3.- P. 207-213.

7. Harus G.I., Ponomarev A.I., Ignatenkov A.N., Charikova T.B., Sabirzyanova L.D., Shelushinina N.G., Ivanov A.A., Rudnev I.A. Low-temperature Anisotropy of Magnetoresistance in Layered Single Crystals Nd2.xCexCu04+6 И The Physics of Metals and Metallography.- 2002.-V.93.- Suppl.l.- P. S130-S132.

8. Charikova T.B., Ignatenkov A.N., A.I.Ponomarev A.I., Ivanov A.A., Klimczuk T.W., Sadowski W. Influence of the anneling conditions on the resistivity of Nd2Cu04 single crystals // Molecular Physics Reports.-

2002.- V.36.- P. 99-103.

9. Charikova T.B., Ignatenkov A.N., A.I.Ponomarev А.1., Ivanov A.A., Klimczuk T.W., Sadowski W. In-plane and out-of-plane temperature dependencies of the resistivity in single crystals and films of Nd2Cu04 // Physica C.- 2003,- V.388-389.- P. 323-324.

Ю.Пономарев А.И., Игнатенков A.H., Чарикова Т.Б., Ташлыков А.О., Редькина К.С., Сабирзянова Л.Д., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г, Иванов А.А. Сопротивление и эффект Холла в монокристаллических пленках Nd2.xCexCu04+8 с разным содержанием кислорода // Физика металлов и металловедение.-

2003.- Т.95.- №6.- С. 46-57.

11.Ponomarev A.I., Harus G.I., Ignatenkov A.N., Charikova Т.В., Tashlykov A.O., Shelushinina N.G., Redkina K.S., Ivanov A.A. Superconductivity and localization in Nd2.xCexCu04+5 // Modern Phys.Letters.- B17.- 2003.- N 10-12,- P. 701-707.

12.Ponomarev A. I., Charikova Т. В., Ignatenkov A. N., Tashlykov A. O., Ivanov A.A. On the nature of the anisotropy of the resistivity of Nd2. xCexCu04+8 with different cerium and oxygen concentrations // Low Temperature Physics.- 2004.- V. 30.- P. 885-890.

13.Charikova T.B., Ignatenkov A.N., A.I.Ponomarev A.I., Tashlykov A.O., Redkina K.S., Shelushinina N.G., Ivanov A.A. Effect of nonstoichiometric disorder on the transport properties of Nd2.xCexCu04+d single crystal films // Physica C.- 2004.- V. 408-410.- P. 372-373.

14.Charikova T.B., A.I.Ponomarev A.I., Ignatenkov A.N., Tashlykov A.O., Khrustov A.V., Ivanov A.A. Influence of the doping on anisotropy of the transport properties in layered Nd2.xCexCu04+5 and Ca2.xSrxRu04 single crystals // Physica В.- 2005.- V. 359-361.- P. 445-447.

15.Charikova T.B., A.I.Ponomarev A.I., Tashlykov A.O., Shelushinina N.G., Ivanov A.A. Quasi-Two-Dimensional Transport Properties of

Layered Superconductors Ш2-хСехСи04+8 and Ca2-xSrxRu04 // AIP Conference Proceedings.- 2006.- V. 850.- P. 401-403.

16.Пономарев А.И., Чарикова Т.Б., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г., Ташлыков А.О., Ткач A.B., Иванов A.A. Анизотропия транспортных свойств слоистых сверхпроводников Nd2-xCexCu04+5 и Са2. xSrxRu(V/ ФММ,- 2007. -Т.104.- № I,- С. 72-85.

17.Чарикова Т.Б., Пономарев А.И., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г., Ташлыков А.О., Ткач A.B., Иванов A.A. Квазидвумерные транспортные свойства слоистых сверхпроводников Nd2.xCexCu04+s// ЖЭТФ.- 2007.- Т. 132,- вып.3(9).- С. 712-723.

18.Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Харус Г.И., Иванов A.A. Влияние нестехиометрического беспорядка на температурную зависимость верхнего критического поля в электронных сверхпроводниках Nd2.xCexCu04+ä И Письма в ЖЭТФ.- 2008.- Т. 88. № 2.- С. 132-136.

19.Charikova Т.В., Shelushinina N.G., Kharus G.I., Ivanov A.A. Effect of Nonstoichiometric Disorder on the Upper Critical Field in Electron Doped Nd2-xCexCu04+5 Single Crystals // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism.- 2009- V. 22.- P. 21-24.

20.Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Харус Г.И., Сочинская O.E., Иванов A.A. Эффекты d-волнового спаривания в электронных высокотемпературных сверхпроводниках с анизотропным примесным рассеянием // ФТТ.- 2009.- Т.51.- №11.- С. 2102-2106.

21 .Charikova Т.В., Shelushinina N.G., Harus G.I., Karskanov I.V., Sochinskaya O.E., Ivanov A.A. Effect of Nonstoichiometric Disorder on the Hall Coefficient in Electron-doped Ш2-хСехСи04+5 Single Crystal Films// Physica C.- 2009.- http://dx.doi.ore/10.1016/i.phvsc.2009.11.055

в сборниках трудов конференций и других изданиях:

22.Ponomarev A.I., Krylov K.R., Charikova Т.В., Shelushinina N.G., Lerinmah N.K., Ignatenkov A.N. Magnetic field induced superconductor-insulator transition in Ndl.85Ce0.15CuO4-5 single crystal // Proc. 10th Int. Conf. on Ternary and Multinary Compounds.-Germany.-Stuttgart.- 1996.-P. 627-630.

23 .Charikova T.B., Ignatenkov A.N., A.I.Ponomarev A.I., Shelushinina N.G., Sabirzjanova L.D., Emelchenko G.A., Zhohov A.A. Behavior of both in-plane and out-of-plane resistivities of Ш2.хСехСи04+г single crystals without- and in magnetic field // Proc.of the Advanced Studies on Supercoducting Engineering.- Hungary: I.Vajda and L.Farkas (Eds), 1999.-P. 11-14.

24.Чарикова Т.Б., Пономарев А.И., Ташлыков A.O., Хрустов A.B., Шелушинина Н.Г, Иванов A.A. Влияние легирования на

анизотропию транспортных свойств Nd2_xCexCu04+s и Ca2_xSrxRu04 // Сборник трудов первой международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной

сверхпроводимости»,- М.:ФИАН, 2004,- С. 203-204.

25.Шелушинина Н.Г., Чарикова Т.Б., Пономарев А.И. Квазидвумерный характер проводимости в монокристаллах Nd2.xCexCu04 //

Сборник трудов первой международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной

сверхпроводимости»,- М.:ФИАН, 2004,- С. 205-206.

26.Чарикова Т.Б., Пономарев А.И., Ташлыков А.О., Шелушинина Н.Г., Харус Г.И., Ткач A.B., Иванов A.A. Квазидвумерные транспортные свойства в слоистых системах Nd2.xCexCu04+s и Ca2.xSrxRu04 с различной степенью разупорядоченности // Сборник трудов второй международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости»,- М.:ФИАН, 2006.- С. 172- 173.

27.Чарикова Т.Б., Ташлыков А.О., Баянкина А.Ю., Иванов A.A., Медведев М.В. Анизотропия плотности критического тока в слоистых монокристаллах Nd2.xCexCu04+s // Сборник трудов второй международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости».- М/.ФИАН, 2006.- С. 174-175.

28.Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Харус Г.И., Сочинская O.E., Иванов A.A. Изменение наклона второго критического поля в электронных сверхпроводниках Nd2.xCexCu04+g с разной степенью беспорядка // Сборник трудов III международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной

сверхпроводимости»,- М.:ФИАН, 2008.- С. 115-116.

29.Shelushinina N.G., Charikova Т.В., Kharus G.I., Sochinskaya O.E., Ivanov A.A. The estimation the coherence length for electron-doped superconductor Nd2.xCexCu04+8 at various Ce content // Сборник трудов III международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости».- М.:ФИАН, 2008.- С. 102-103.

Отпечатано на Ризографе ИФМ УрО РАН тираж 100 заказ № 58 Объем 1.7 печ.л. формат 60x84 1/16 620990, г.Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, 18

ВВЕДЕНИЕ.

1 СТРОЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ И ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В СОЕДИНЕНИЯХ Шг-хСвхСиОф^и- Са2-х8гхКи04.(литературный обзор).

1.1 История открытия явления сверхпроводимости и основные сверхпроводящие материалы'.,. .•;.

1.2: Электронные и дырочные сверхпроводники.,.'.'.

1.3 Строение кристаллической решетки электронного сверхпроводника Ш2хСехСи04+5. v.

1.4 Электронная структура Нё2-хСехСи04+5.

1.5 Фазовая диаграмма и гальваномагнитные свойства Кё2.хСехСи04-,-й.

1.6 Строение кристаллической решетки и электронная структура Са2.х8г^Ки04;.-.-.

1.7 Гальваномагнитные эффекты в Са2.х8гх11и04.

1.8 Появление беспорядка в системах Ш2-хСехСи04-ь8 и Са2-х8гхКи при изменении содержания кислорода; и кальция.5,1.

2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ!.

2.1 Установка для измерения гальваномагнитных эффектов в магнитных полях до 50 кЭ в интервале температур

Г=(1.8— 300)К.

2.2 Установка для измерения температурной зависимости эффекта Холла.

2.3 Установка для измерения термоэлектрических эффектов.

2.4 Установка для измерения гальваномагнитных эффектов в магнитных полях до 90 кЭ в интервале температур

Т= (1.8 - 40)К.

2.5 Установка для измерения гальваномагнитных эффектов в магнитных полях до 120 кЭ в интервале температур

Т— (0.4 - 4.2)К.

2.6 Установка для измерения критических токов в высокотемпературныхсверхпроводниках (ВТСП).

2.7 Приготовление образцов.

2.8 Погрешность определения измеряемых величин.

3 КИНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В «РОДИТЕЛЬСКОМ» СОЕДИНЕНИИ Ш2Си04.

3.1 Влияние отжига на удельное сопротивление в монокристаллических образцах Ш2Си04в плоскостях Си02.

3.2 Изменение удельного сопротивления в направлении, перпендикулярном проводящим плоскостям Си02, при изменении содержания кислорода в образцах Ис12Си04.

3.3 Анизотропия переноса носителей заряда в Кс12Си04.

4 АНИЗОТРОПИЯ ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫХ ЭФФЕКТОВ В Ш2.хСехСи04+5 С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ

КИСЛОРОДА.

4.1 Влияние отжига на удельное сопротивление и эффект Холла в монокристаллических образцах Ыс12.хСехСи04+5 в плоскостях Си02.

4.2 Влияние отжига на удельное сопротивление в монокристаллических образцах МсЬ-хСехСи04+8 в направлении, перпендикулярном проводящим плоскостям Си02.

4.3 Анизотропия сопротивления в Ш2.хСехСи04+8 с различным содержанием кислорода.

4.4 Переход металл-диэлектрик в Ш2.хСехСи04+5, индуцированный беспорядком.

Взаимосвязь сверхпроводимости и локализации в

Nd2xCexCu04+s.

5 ВЛИЯНИЕ НЕИЗОВАЛЕНТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ НА

СОПРОТИВЛЕНИЕ И ЭФФЕКТ ХОЛЛА В в Nd2.xCexCu04+s.

5.1 Влияние легирования на процессы переноса носителей заряда в плоскости С11О2.

5.2 Анизотропия сопротивления в Nd2.xCexCu04+s в зависимости от содержания церия и некогерентный перенос носителей заряда.

5.3 Влияние легирования на эффект Холла в Nd2-xCexCu04+s.

5.4 Анизотропия критического тока в Nd2-xCexCu04+5.

6 ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ Ca2.xSrxRu04.

6.1 Влияние легирования на сопротивление в Ca2xSrxRu04.

6.2 Изменение коэффициента анизотропии сопротивления.

6.3 Переход металл-диэлектрик в Ca2.xSrxRu04 в зависимости от легирования.

7 ЭФФЕКТЫ d-ВОЛНОВОГО СПАРИВАНИЯ

В ЭЛЕКТРОННЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ.

7.1 Разрушение сверхпроводимости магнитным полем в Nd2.xCexCu04+5: двумерный характер перехода.

7.2 Влияние нестехиометрического беспорядка на температурную зависимость верхнего критического поля в электронном сверхпроводнике Nd2-xCexCu04+5.

7.3 Изменение наклона верхнего критического поля в электронных сверхпроводниках в зависимости от степени легирования.

7.4 Изменение температуры сверхпроводящего перехода с ростом степени беспорядка в Кё2-хСехСи04+5.

7.5 Длина когерентности в электронных сверхпроводниках с разной степенью беспорядка.

Явление сверхпроводимости в металлах было открыто почти 100 лет назад. Это открытие позволило по-новому взглянуть на процесс переноса носителей заряда в твердых телах. К середине прошлого века была разработана микроскопическая теория сверхпроводимости - теория Бардина-Купера-Шриффера (БКШ), в основе которой лежит фононный механизм притяжения между электронами. В 1964 г. было высказано предположение, что в одномерных (В.А.Литтл) и двумерных (В.Л.Гинзбург) структурах можно реализовать сверхпроводимость с более высокими критическими температурами. В 1986 г. Беднорцем и Мюллером было синтезировано соединение Ьа2-хВахСи04 со слоистой структурой и критической температурой Тс = ЗОК. В последующие годы исследований высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), имеющих в своей структуре плоскости СиСЬ, были получены две больших группы купратов: дырочные и электронные. Легирование неизовалентными примесями родительских соединений, которые являются антиферромагнитными диэлектриками, приводит к появлению в купратах дырок или электронов в качестве носителей. Исторически первыми появились дырочные ВТСП-купраты, которые и были активно исследованы. В 1989 г. были синтезированы соединения Ьп2-хСехСи04+5 (Ьп = N<1, 8ш, Рг), носителями заряда в которых являлись электроны. Дополнительным условием появления сверхпроводимости в данных соединениях было упорядочение нестехиометрических дефектов, возникающих вследствие условий роста соединений. Уже первые исследования физических свойств дырочных и электронных ВТСП показали наличие анизотропии свойств дырочных и электронных сверхпроводников. Для дырочных ВТСП характерна узкая область антиферромагнитного диэлектрика (АР) и широкая область сверхпроводящего состояния (СП) с высокими критическими температурами (Тстах = 135К). Для электронных ВТСП, напротив, наблюдалась достаточно широкая область АР диэлектрика, соприкасающаяся* на фазовой диаграмме с узкой- сверхпроводящей областью. Критические температуры не превышали гртах = 25 К. И если для дырочно-легированных сверхпроводников было практически сразу установлено, что спаривание носителей заряда соответствует ¿/-типу, то в электронно-легированных сверхпроводниках до сих пор этот вопрос остается открытым, хотя проделан ряд экспериментов указывающих на реализацию спаривания носителей заряда ¿/-типа.

Следует подчеркнуть, что, несмотря на использование всего накопленного опыта в исследовании многочастичных систем и анализа многочисленных теоретических моделей, однозначная интерпретация ряда физических явлений, а также механизма образования сверхпроводящего состояния до сих пор не установлены. , Помимо электрон-фононного механизма сверхпроводимости могут существовать и другие механизмы, связанные с межэлектронным кулоновским взаимодействием. Существуют различные мнения среди исследователей о физической картине нормального состояния ВТСП — почему имеет место линейная зависимость электросопротивления от температуры, существуют ли нарушения в теории ферми-жидкости Ландау для ВТСП. Сверхпроводящие свойства оксидных соединений существенным образом определяются их электронными свойствами в нормальном состоянии. Долгое время существовало мнение, что оксидные соединения являются изоляторами, и лишь открытие Беднорцем и Мюллером сверхпроводящего соединения Ьа2.хВахСи04 стимулировало исследования электронных свойств оксидных соединений с целью поиска других семейств оксидных сверхпроводников. Важной составляющей в получении сведений об электронном строении в нормальной фазе сверхпроводящих соединений дает исследование электросопротивления, эффекта Холла, магнитосопротивления. Решению вопросов, связанных с выяснением механизма высокотемпературной сверхпроводимости, посвящено огромное количество работ. Однако сведения об электронных свойствах в нормальном состоянии в электронных сверхпроводниках носили разрозненный характер, были неполными, а часто просто отсутствовали. Не проводилось систематических исследований тензора электропроводности и гальваномагнитных эффектов систем с электронным типом носителей заряда при изменении степени легирования и степени кислородного беспорядка. Поэтому данная проблема является, несомненно, актуальной. Более того, наличие полной картины поведения квазидвумерных сверхпроводящих слоистых систем при изменении степени беспорядка необходимо как с физической, так и с прикладной точек зрения.

Исследования по теме диссертации проводились в рамках программы «Высокотемпературная сверхпроводимость» № гос. проекта 93028 «Киноптика», при поддержке Министерства науки, контракты №107-1(00)-П, №40.012.1.1.1146 (договор № 15/02 и №12/04), по теме «Квантовая физика конденсированных сред» № гос.рег.01.2.006.13394, в рамках ряда программ Президиума РАН и при поддержке проектов РФФИ № 00-02-17427, 04-02-96084-р2004урал, 07-02-00396.

Цель и задачи работы

Основной целью данной работы было выяснение детальной картины изменения фазовых состояний в слоистых сверхпроводящих системах при изменении нестехиометрического беспорядка и степени изовалентного и неизовалентного легирования, а также получение данных о симметрии спаривания в электронном сверхпроводнике Nd2.xCexCuO4.f5.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- Систематически исследовать тензор электросопротивления и эффект Холла в нормальном состоянии в слоистых сверхпроводящих системах Мё2.хСехСи04+8 и Са2-х8гхКи04 в зависимости от нестехиометрического беспорядка и степени неизовалентного и изовалентного легирования для получения данных о механизме переноса носителей заряда, их концентрации и анизотропии проводимости.

Изучить гальваномагнитные эффекты в слоистой системе Кс12.хСехСи04+5 с разной степенью беспорядка для выяснения влияния содержания нестехиометрического кислорода на изменение электронной структуры.

- Выяснить влияние нестехиометрического беспорядка на наклон верхнего критического поля в электронном сверхпроводнике Кс12хСехСи04+5 для получения сведений о симметрии спаривания.

Новые научные результаты и положения, выносимые на защиту

1. Установлен механизм переноса носителей заряда в родительском соединении Мё2Си04 электронного сверхпроводника Ис12хСехСи04+5 -активационная проводимость по локализованным состояниям, находящимся вблизи уровня Ферми.

2. Обнаружена эволюция фазовых состояний нормальной области электронного сверхпроводника ^2хСехСи04+5 от трехмерного анизотропного неметалла через квазидвумерное металлическое состояние к трехмерному анизотропному металлу при изменении степени беспорядка при неизовалентном легировании церием.

3. Установлено, что рост степени беспорядка в электронном сверхпроводнике К<12.хСехСи04+5, вызванный увеличением содержания нестехиметрического кислорода, приводит к фазовому изменению нормального состояния от квазидвумерной металлической системы к трехмерной анизотропной неметаллической системе.

4. Установлена корреляция между степенью двумерности сверхпроводящих систем и температурой сверхпроводящего перехода: максимальная анизотропия соответствует максимальной температуре перехода.

5. Установлено, что соединения Ш2хСехСи04+5 и Са2.х8гхЯи04 являются сверхпроводниками, находящимися в состоянии андерсоновского диэлектрика с сильно-анизотропной длиной локализации (Я/оса6 » Я^с).

Обнаружено, что при определенной степени беспорядка имеет место переход Андерсона металл-диэлектрик.

6. Для электронных сверхпроводников с оптимальным уровнем неизовалентного легирования характерно спаривание ¿/-типа с учетом анизотропного рассеяния электронов на нормальных примесях.

7. Показано, что электронный сверхпроводник Мс12хСехСи04+8 с разной степенью беспорядка соответствует критерию устойчивости основного состояния типа БКШ (формирование куперовских пар), а не состояния с заранее образованными парами (бозе-эйнштейновская конденсация).

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы составляет 232 страницы, включая 106 иллюстраций, 15 таблиц и список цитируемой литературы из 171 наименования.

Заключение

В диссертационной работе была выяснена детальная картина изменения фазовых состояний в слоистых сверхпроводящих системах при изменении нестехиометрического беспорядка и степени изовалентного и неизовалентного легирования в результате исследования тензора электросопротивления в отсутствие внешнего магнитного поля и под действием внешнего магнитного поля в слоистых сверхпроводящих соединениях Ыс12.хСехСи04+5 и Са2.х8г.Д1104, а также получены данные о симметрии спаривания в электронном сверхпроводнике Кё2.хСехСи04+§.

Получены следующие наиболее важные результаты:

1. В родительском соединении КсЬСи04 электронного сверхпроводника Ш2.хСехСи04+8 перенос заряда осуществляется путем активированных прыжков по локализованным состояниям, находящимся вблизи уровня Ферми. Показано, что в родительском соединении нестехиометрическое содержание кислорода, вызывающее беспорядок в системе, влияет на электронные состояния в окрестности уровня Ферми: удаление из кристаллической решетки нестехиометрического кислорода приводит к резкому росту сопротивления в направлении, перпендикулярном проводящим плоскостям Си02.

2. Показано, что в недолегированной церием области (х <0.15) соединение

Ы<12.хСехСи04+5 является трехмерным анизотропным неметаллом, в оптимально легированной области (х = 0.15) собственное нормальное состояние - это состояние квазидвумерного металла, которое выражается в металлическом поведении удельного сопротивления раь(Т) в проводящей плоскости Си02 и неметаллической зависимости удельного сопротивления от температуры поперек проводящих плоскостей рс(Т). По мере роста легирования церием, при х = 0.20, наблюдается переход к трехмерной анизотропной металлической системе.

Однозначно установлено, что с ростом степени беспорядка в системе, вызванного содержанием нестехиметрического кислорода, происходит переход от квазидвумерной металлической системы к трехмерной анизотропной неметаллической системе с сильным беспорядком. Показано, что изменение содержания кислорода в соединении КсЬ-хСехСи04+5 приводит в основном к изменению примесного рассеяния, мало влияя на концентрацию носителей заряда. Удаление нестехиометрического кислорода приводит к существенному увеличению длины свободного пробега носителей заряда. Установлено, что сопротивление в плоскостях Си02 раь(Т) гораздо более чувствительно к содержанию нестехиометрического кислорода, чем в поперечном направлении: раь(Т) изменяется на один - два порядка по величине, а рс(Т) - в несколько раз. Уменьшение содержания нестехиометрического кислорода (уменьшение степени беспорядка в системе) приводит к изменению механизма проводимости в нормальном состоянии и к росту коэффициента анизотропии сопротивления. Обнаружено сочетание максимальной величины коэффициента анизотропии сопротивления и максимальной температуры СП перехода. Экспериментальные результаты и их теоретический анализ показали, что соединения МсЬ-хСехСи04+5 и Са2-х81\Ди04 являются сверхпроводниками, находящимися в состоянии андерсоновского диэлектрика с сильноанизотропной длиной локализации » Д/осс): слабая локализация в плоскости аЬ и сильная локализация в направлении с, и при определенной степени беспорядка происходит переход Андерсона металл-диэлектрик.

Показано, что в электронных сверхпроводниках изучение характера зависимости наклона верхнего критического поля (¿Нс2МТ) Тс от степени нестехиометрического беспорядка позволяет экспериментально различить сверхпроводники с ¿/-спариванием и с анизотропным .у-спариванием. Обнаружено, что в оптимально легированном соединении Nd2xCexCu04+5 реализуется спаривание ¿/-типа с анизотропным рассеянием на примесях. Уменьшение величины верхнего критического поля и его наклона, увеличение длины когерентности с ростом степени беспорядка соответствует теоретическим расчетам при учете спаривания ¿/-типа. 7. В электронном высокотемпературном сверхпроводнике Nd2xCexCu04+§ с разным уровнем легирования установлено, что длины когерентности на 1-2 порядка меньше, чем характерные значения в обычных сверхпроводниках, однако на порядок больше, чем в дырочно-легированных высокотемпературных сверхпроводниках. Показано, что в исследованных соединениях с разным уровнем легирования кр£» 2л и, следовательно, система Nd2xCexGu04+5 соответствует критерию устойчивости основного состояния типа БКШ (формирование куперовских пар), а не состояния бозе-эйнштейновской конденсации с заранее образованными парами.

В заключение выражаю глубокую благодарность своему наставнику, к сожалению, рано ушедшему из жизни д.ф.-м.н. А.И.Пономареву, своим коллегам и соавторам кандидатам физ.-мат. наук Н.Г.Шелушининой и Г.И.Харусу за полезные обсуждения результатов работы. Благодарю д.ф.-м.н. Л.И.Леонюк (МГУ), д.ф.гм.н. Г.А.Емельченко и к.ф.-м;н1 А.А.Жохова (ИФТТ), Prof. W.Sadowskii, Dr.T.Klimchuk (Технический Университет, г.Гданск), к.ф.-м.н. А.А.Иванова (МИФИ), к.ф.-м.н. В.Н.Неверова, к.ф.-м.н. Э.А.Нейфельда, к.ф.-м.н. В.Л.Константинова, к.ф.-м.н. А.В.Королева (ИФМ УрО РАН) за плодотворное сотрудничество. Большое спасибо В.А.Сазоновой (ИФМ УрО РАН), проводившей ренгено-структурные исследования монокристаллических образцов и пленок. Благодарю зав. лабораторией д.ф.-м.н. В.И.Окулова и всех сотрудников лаборатории полупроводников и полуметаллов ИФМ УрО РАН за внимание, поддержку и доброе расположение.

1. Мейсснер В. Сверхпроводимость // УФН. - 1933. - Т. 13, вып. 5 . - С. 639688.

2. Садовский М. В. Высокотемпературная сверхпроводимость в слоистых соединениях на основе железа // УФН. 2008. - Т. 178. - С. 1243-1272.

3. Van Harlingen D. J. Phase-sensitive tests of the symmetry of the pairing state inthe high-temperature superconductors Evidence for dx2.y2 symmetry // Reviews of Modern Physics. - 1995. -V. 67.- № 2. -P. 515-535.

4. Tsuei С. C. and Kirtley J. R. Pairing symmetry in cuprate superconductors // Reviews of Modern Physics. 2000. - V. 72.- № 4. - P. 969-1016.

5. Haller M., Snyder R.L. The structural conditions for high-temperature superconductivity // J. met., 1997. - v. 49. - P. 12-17.

6. Uchida S., Takaji H., Tokura Y. High-temperature superconductivity producedby electron-doping // ISEC. Tokyo. - 1989. - P. 306-309.

7. Schirber J.E., Venturini E.L., Morosin В., Ginley D.S. Presure dependence of

8. Tc in Nd1.85Ce0.i5CuO4 // Physica C. 1989. - V. 162-164. - pp. 745-746; Gerber A., Beille J., Grenet Т., Cyrot M. // Physica B. - 1990. - V.165&166. -P. 1541-1542.

9. Paulus E.F., Yehia I., Fuess H., Rodrigues J., Volt Т., Strobel J., Klauda M.,

10. Saemann-Ischenko G. Crystal structure refinement of Nd2xCexCu04+5 (x = 0.05 0.30) by X-ray (295 K) and neutron (1.5 K) powder diffraction // Solid St. Commun. - 1990. - V. 73. - № 11. - P. 791-795.

11. Макарова И.П., Гамаюнов K.B. Атомная структура монокристаллов ВТСП (Nd,Ce)2Cu04+5 // Кристаллография. 1998. - Т. 43. - №2. - С. 197.

12. Плакида Н.М., Высокотемпературные сверхпроводники. — М.:I

13. Международная программа образования, 1996. 287с.

14. Picket W.E. Electronic structure of the high-temperature oxide superconductors // Reviews of Mod. Phys., 1989.- V.61.- N2.- P. 433-512.

15. Dagotto E. Correlated electrons in high-temperature superconductors // Rev. Mod. Phys. 1994. - V.66. - N3. - P. 763-840.

16. Takagi H., Ushida S. and Tokura Y. Superconductivity Produced by electron doping in Cu02 Layered compounds // Phys. Rev. Lett., - 1989. - V. 62. — №10.-P. 1197-1200.

17. Fortune N.A., Murata K., Ishibashi M. Systematic variation of transport and thermodynamic properties with degree of reduction in Ndj.gsCeo.isCuCU+s // Phys. Rev. B. 1991. - V.43. - №16A. - P. 12930-12934.t

18. Xu X.Q., Mao S.N., Jiang Wu, Peng J. L. and Greene R. L. Oxygen dependence of the transport properties of Ndi.78Ce0.22CuO4±5 // Phys. Rev. B. — 1996.-V. 53.-P. 871-875.

19. Hidaka Y., Suzuki M. Growth and anisotropic superconducting properties of Nd2xCexCu04y single crystals // Nature. 1989. - V. 338. - P. 635.

20. Tsuei C.C., Gupta A. and Koren G. Quadratic temperature dependence of the in-plane resistivity in superconducting Ndi.85Ce0.i5CuO4 evidence for Fermi-liquid normal State // Physica C. - 1989. - V. 161. - P. 415-422.

21. Бабушкина H.A., Белова JI.M., Жернов А.П., Трубицын В.И. Квадратичная температурная зависимость электросопротивления в нормальном состоянии в пленках Nd2xCexCu04+s // СФХТ. 1995. - Т. 8.- С. 193-197.

22. Ihle D., Plakida N.M. Optical and dc conductivities in high-Tc superconductors: spin-fluctuation scattering in the Emery model // Z. Phys. B.- 1994. V. 96. - № 2. - P. 159-163.

23. Ushida S., Takagi H., Tokura Y. Doping effect on the transport and optical properties of p-type and n-type cuprate superconductors. // Physica C. 1989.- V. 162. N10. - P. 1677-1686.

24. Takagi H., Ushida S. and Tokura Y. Superconductivity Produced by electron doping in Cu02 Layered compounds // Phys. Rev. Lett. - 1989. - V. 62. -№10.-P. 1197-1200.

25. Tokura Y., Takagi H., Ushida S. Superconductivity produced by electron doping in Cu02 layered compounds // Nature (London). - 1989. - V. 337. -P. 345.

26. Kubo S., Suzuki M. Hall coefficient of Nd2.^CexCu04 thin film. // Physica C. 1991. - V. 185-189. - P. 1251-1252.

27. Wang Z.Z., Chien T.R., Ong N.P. Tarascon M. and Wang E. Positive Hall coefficient observed in single-crystal Nd2^CeJ,Cu04+5 at low temperatures // Phys. Rev. B. 1991. - V. 43.- P. 3020-3025.

28. Hagen S. J., Xu X. Q., Jiang W., Peng J. L., Li Z. Y., and Greene R. L. Transport and localization in Nd^Ce^CuO^ crystals at low doping. // Phys. Rev. B. 1992. - V. 45. - P. 515-518.

29. Jiang Wu, Mao S. N., Xi X. X., Xiuguang Jiang, Peng J. L., T. Venkatesan, Lobb C. J., and Greene R. L. Anomalous Transport Properties in Superconducting Ndi.85Ceo.i5Cu04±5 // Phys. Rev. Lett. 1994. - V. 73. - P. 1291-1294.

30. Billinge S.J.L., Egami T. Short-range atomic structure of Nd^Ce^CuO^ determined by real-space refinement of neutron-powder-diffraction data. // Phys. Rev. B. 1993 - V.47. - P. 14386-14406.

31. Matin J.I., Serquis A., Prado F. Hall effect in Ndi.85Ce0 /jCuOr with controlled oxygen content // Physica C. 2000. - V. 341-348. - P. 1943-1944.

32. Suzuki M., Kubo S. Hall coefficient for oxygen-reduced Nd2.xCexCu04 // Physical Review B. 1994. - V. 50.- № 13. - P. 9434 - 9438.

33. Hagen S.J., Xu X, Peng J.L., Li Z.Y., Jiang W., Greene R.L. In-plane transport properties of single-crystal Nd2.xCexCu04 // Physica C. 1991. - V. 185-189 -P. 1275-1276.

34. Xu X.-Q., Hagen S.J., Jiang W., Peng J.L., Li Z.Y, Greene R.L., Thermoelectric power of Nd2-xCexCu04 crystals //Phys.Rev.B. 1992. — V.451. P. 7356-7359.

35. Maeno Y., Hashimoto H., Yoshida K., Nishizaki S., Fujita Т., Bednonz J.G., Lichtenberg F. Superconductivity in a Layered Perovskite without Copper// Nature. 1994. - V. 372.- P. 532-534.

36. Mackenzie A.P., Haselwimmer R.K.W., Tyler A.W. Extremely Strong Dependence of Superconductivity on Disorder in Sr2Ru04 // Phys. Rev. Letters. 1998. - V. 80. - P. 161-164.

37. Wysokinski K.I., Litak G., Annet J.F. Spin Triplet Superconductivity in Sr2Ru04 // cond-matt/02111999.- 2002.

38. Gukasov A., Braden M., Papoular R. J., Nakatsuji S., Maeno Y. Anomalous spin-density distribution on oxygen and Ru in Ca2xSrxRu04: Polarized neutron diffraction study // Phys. Rev. Lett. 2002 - V. 89.- P. 087202-1-4.

39. Eremin I., Hanske D., Joas C., Bennenman K.H. Electronic theory for superconductivity in Sr2Ru04: triplet pairing due to spin-fluctuation exchange// Europhys.Lett. 2002. - V.58 (6). - P. 871-877.

40. Минеев В. П., Самохин К. В. Введение в теорию необычной сверхпроводимости // М.: МФТИ.- 1998.

41. Braden М., Andre G., Nakatsuji S. and Maeno Y. Cryastal and Magnetic Structure of Ca2Ru04: Magnetoelastic Coupling and the Metal-insulator Transition//Phys. Rev. B. 1998. - V. 58 - P. 847-861.

42. Gao G., McCall S., Shepard M., and Crow J.~E. Magnetic and transport Properties of Single-crystal Ca2Ru04: Relationship to Superconducting Sr2Ru04// Phys. Rev. B. 1997. - V.56. - P. 2916-2919.

43. Friedt O., Braden M., Andre G., Adelmann P., Nakatsuji S., Maeno Y. Structural and Magnetic Aspects of the Metal-insulater transition in Ca2 xSrxRu04// Phys.Rev.B. 2001. - V. 63 - P. 174432(1) -174432(10).

44. Mackenzie A.P., Maeno Y. The superconductivity of Sr2Ru04 and the physicsof spin-triplet pairing// Rev.Mod.Phys. 2003. - V.75. - P. 657-712.

45. Tyler A.W., Mackenzie A.P., NishiZaki S. and Maeno Y. High-temperature Resistivity of Sr2Ru04: Bad MetallicTransport in a Good Metal// Phys. Rev. В. 1998.- V. 58. - R10107-R10110.

46. Galvin L.M., Perry R.S., Tyler A.W., Mackenzie A.P., Nakatsuji S., Maeno Y.

47. Hall Effect in Single Crystal Ca2xSrxRu04// Phys. Rev. B. 2001.- V. 63-P.l 61102(1)-161102(4).

48. Nakatsuji S., Maeno Y. Quasy-Two-Dimensional Mott Transition System Ca2xSrxRu04// Phys.Rev.Lett. 2000. - V.84. - P. 2666-2669.

49. Гусев А.И. Нестехиометрия, беспорядок, ближний и дальний порядок в твердом теле.// М.:Физматлит.- 2007. — 855 с.

50. Wang Е., Tarascon J.-M., Green L.H., Hull G.W., McKinnon W.R. Cationic substitution and role of oxygen in the n-type superconducting T' system Nd2yCeyCuOz// Phys. Rev. B. 1990. - V.41 - P.6582-6590.

51. Fortune N., Murata K., Ishibashit M., Yokoyama Y., Nishihara Y. Systematic variation of transport and thermodynamic properties with degree of reduction in NdbgsCeo.isCuCW/ Phys. Rev. B. 1991.- V.43. - P. 12930-12934.

52. Shultz A.J., Jorgensen J.D., Peng J.L., Green R.L. Single-crystal neutron-diffraction structures of reduced and oxygenated Nd2.xCe4CuOy// Phys. Rev. B. 1996.- V.53. - P. 5157-5159.

53. Ципенюк Ю.М. Физические основы сверхпроводимости: Учеб. Пособие.1. М.: МФТИ. 2003. -124с.

54. Leonyuk N.I., Leonyuk L.I., Pashkova A.V., Butuzova G.S., Bogdanova A.V.,

55. Rezvyi V.R. Flux Growth of Some High Temperature Materials // Problemy Kristallologii.- M.: MSU. 1989. - V.3. - P. 152-169.

56. Maljuk A.N., Zhokhov A.A., Naumenko I.G., Emel'chenko G.A. Growth and characterization of bulk Nd2-JCCe^Cu04 single crystals // Physica C. 2000. -V. 329.-P. 51-57.

57. Klimczuk T.W., Sadowski W., Klamut P.W., Dabrowski B. Study of superconductivity in a wide range of Ce in Nd-214 system// Physica C. — 2000. V.341-348. - P. 395-398.

58. Nakatsuji S., Maeno Y. Switching of Magnetic Coupling by a Structural Symmetry Charge near the Mott Transition in Ca2.xSrxRu04// Phys.Rev.B. — 2000. V.62. - P. 6458-6466.

59. Буравов JI.И. Расчет анизотропии сопротивления с учетом концов образца с помощью конформного преобразования.// Журнал технической физики. 1989. - Т.59. - №.4. - С. 138-142.

60. Saemann-Ischenko G., Busch R. Resistive Measurements with Flux Transformer Geometry on Bi2Sr2CaCu208+s and УВа2Си307.5 Single Crystalsin the Mixed State //Abstract of 6th Trilateral Russia Germany -Ukrainiani

61. Seminar on HTSC.- Dubna.-1993; Busch R., Ries G., Werthner H. New Aspects of the Mixed State from Six-Terminal Measurements on Bi2Sr2CaCu2Ox Single Crystals // Phys. Rev. Letters. 1992.- V. 69. - P. 522525.

62. Ivanov A.A., Galkin S.G., Kuznetsov A.V., Menushenkov A.P. Smooth homogeneous HTSC thin films produced by laser deposition with flux separation // Physica C. 1991. -V. 180. - P. 69-72.

63. Физические свойства ВТСП.- том 2.- Справочное пособие под редакцией

64. А.И.Буздина, В.В.Мощалкова.- Москва. 1991.

65. Sabirzjanova L.D., Emelchenko G.A., Zhohov A.A. «Behavior of both inplane and out-of-plane resistivities of Nd2-xCexCu04+5 single crystals» // Physica C.- 2000.- V.341-348.- Iss.1-4.- P. 1561-1562.

66. Charikova Т.В., Ignatenkov A.N., A.I.Ponomarev A.I., Ivanov A.A., Klimczuk T.W., Sadowski W. Influence of the anneling conditions on the resistivity of Nd2Cu04 single crystals // Molecular Physics Reports. 2002. -V.36. - P. 99-103.

67. Charikova T.B., Ignatenkov A.N., A.I.Ponomarev A.I., Ivanov A.A., Klimczuk T.W., Sadowski W. In-plane and out-of-plane temperature dependencies of the resistivity in single crystals and films of Nd2Cu04// Physica C. -2003. V.388-389. - P. 323-324.

68. Oyanagi Н., Yokoyama Y., Yamaguchi Н., Kuwahara Y., Toshikazu К, Nishihara Y Role of oxygen in superconductivity of Nd2^Ce^Cu04.>, studied by x-ray-absorption near-edge structure // Phys. Rev. B. 1990. - V. 42. - P. 10136-10140.

69. Matsuda M., Endoh Y., Yamada K. et al. Magnetic order, spin correlations, andsuperconductivity in single-crystal Nd^sCeo.isCuCVs // Phys. Rev. В.- 1992.-V. 45.- P.12548-12555.

70. Manthiram A., Tang X.X., Goodenongh J.B. C-axis oxygen in copper oxide superconductors // Phys. Rev. В.- 1990.- V. 42.- P. 138-149.

71. Ponomarev A.I., Tsidilkovskii V.I., Krylov K.R., Charikova T.B., Leonyuk L.I. Transport Properties of Ndi.gsCeo.isCuO^s Single Crystals: The Narrow Band Model // J.of Superconductivity. 1996. - V. 9. - № 9. - P. 27-32.

72. Трунин M.P. Анизотропия проводимости и псевдощель в микроволновом отклике высокотемпературных сверхпроводников // УФН. 2005. - Т. 175 — С. 1017-137.

73. Nakamura Y. and Uchida S. Anisotropic transport properties of single-crystal La2-xSrxCu04: Evidence for the dimensional crossover // Phys.Rev.B. 1993. - V. 47. - P. 8369-8372.

74. Tallon J.L. and Loram J.W. The doping dependence of T* what is the real high-Tc phase diagram // Physica C. - 2001. - V.49. - P.53-68.

75. Battlog B. and Varma C.M. The underdoped phase of cuprate superconductors// Physics World Magazine (http://physicsweb.org/article/ world/13/2/8). -2000. V. 13.

76. Lavrov A.N., Ando Y., Segava K., Takeya J. Magnetoresistance in heavily underdoped YBa2Cu306+^: antiferromagnetic correlations and normal-state transport //Phys.Rev.Lett. 1999. - V. 83. - P. 1419-1422.

77. Hagen S.J., Peng J.L., Li Y. and Greene R.L. In-plane transport properties of single-crystal R2-xCexCu04-y (R=Nd,Sm) // Phys.Rev.B. 1991. - V. 43. - P. 13606-13609.

78. Hidaka Y., Tajima Y., Sugiyama K. Two-dimensional weak localization in electron high-Tc superconductor Nd2xCexCu048 under high magnetic field // J. ofthePhys.Soc.of Japan. 1991. -V. 60. - № 4. - P. 1185-1188.

79. Kussmaul A., Moodera J.S., Tedrow P.M., Gupta A. Two-dimensional character of the magnetoresistance in Ndi.85Ceo.i5Cu04.5 thin films // Physica C. 1991.-V. 177.-P. 415-420.

80. Jiang W., Peng J.L., Li Z.Y., Green R.L. Transport properties of Ndi.85Ce0.i5CuO4+8 crystals before and after reduction // Phys.Rev.B. 1993. -V. 47.-P. 8151-8155.

81. Harus G.I., Ignatenkov A.N., Ponomarev A.I., Sabirzyanova L.D., Ivanov A.A. Two-dimensional weak localization effects in high temperature superconductor Nd2.xCexCu04.8 // JETP. 1999. - V. 89. - № 5. - P. 933-939.

82. Harus G.I., Ignatenkov A.N., Ponomarev A.I., Sabirzyanova L.D., Shelushinina N.G., Babushkina N.A. Two-dimensional quantum interference contributions to the magnetoresistance of Nd2.xCexCuO4.0 single crystals // JETP Lett. 1999. - V. 70 - P. 97-104.

83. Ali J.H., Aliev F.G., Vodolazskaya I.V. Anisotropy of the transport properties of Nd2-xCexCu04.n single crystals at low temperatures // Physica B.- 1990. V. 165&166. - P. 1539-1540.

84. Beom-hoan O. and Market J.T. Normal-state resistivity of Nd2.xCexCu04.y: Evidence for scattering by anisotropic spin fluctuations // Phys.Rev.B. 1993.- V. 47. P. 8373-8376.

85. Suzuki M., Kubo S., Ishiguro Ken-ichi, Haruna K. Hall coefficient for oxygen-reduced Nd2.xCexCu04 // Physical Review B. 1994. - V. 50.- № 13. -P. 9434-9438.

86. Lee P. A., Ramakrishnan T.V. Disordered electronic systems // Rev.Mod.Rhys. 1985. -V. 57. - P. 287-337.

87. Садовский M.B. Сверхпроводимость ' и локализация // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. 1995. — Т.8. - С. 337-442.

88. G. Kotliar, E. Abrahams, A. Ruckenstein, С. Varma, P. Littlewood, and S. Schmitt-Rink Long Wavelength Behavior, Impurity Scattering, Magnetic Excitations, and the Marginal Fermi Liquid // Eur. Phys. Lett. 1991. - V. 15. -P. 655-660.

89. M.V.Sadovskii. Localization Effects in High-Temperature Superconductors: Theoretical Aspects. // Proc. Int. Workshop "Effects of Strong Disordering in HTSC".- Sverdlovsk-Zarechny.- USSR. 1990. - P. 32-45.

90. Чарикова Т.Б., Пономарев А.И., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г., Ташлыков А.О., Ткач A.B., Иванов A.A. Квазидвумерные транспортные свойства слоистых сверхпроводников Nd2.xCexCu04+5 // ЖЭТФ. 2007. -Т. 132. - вып.3(9). - С. 712-723.

91. Ponomarev A.I., Harus G.I., Ignatenkov A.N., Charikova T.B., Tashlykov A.O., Shelushinina N.G., Redkina K.S., Ivanov A.A. Superconductivity and localization in Nd2-xCexCu04+5 // Modern Phys.Letters В17. 2003. - N (10-12).-P. 701-707.

92. Hagen S.J., Jing T.W., Wang Z.Z., Horvath J., Ong N.P. Out-of-plane conductivity in single-crystal YBa2Cu307 // Phys.Rev. B. -1988. V. 37. - P. 7928-7931.

93. Penney Т., S. von Molnar, Kaiser D., Holtzberg F., Kleinsasser A.W. Strongly anisotropic electrical properties of single-crystal YBa2Cu307^ // Phys. Rev.B. 1988. -V. 38. -P. 2918-2921.

94. Friedman T.A., Rabin M.W., Giapintzakis J., Direct measurement of the anisotropy of the resistivity in the a-b plane of twin-free, single-crystal, superconducting YBa2Cu307.5 // Phys. Rev. B. 1990. - V. 42. - P. 62176221.

95. Kao H.L., Kwo J., Takagi H., Battlog B. Systematics of transport anisotropy in single-domain La2.xSrxCu04 films // Phys. Rev. B. 1993. - V. 48. - P. 9925-9928.

96. Takagi H., Ido Т., Ishibashi S., Uota M., Uchida S., Tokura Y. Superconductor-to-nonsuperconductor transition in (LaixSrx)2Cu04 asinvestigated by transport and magnetic measurements // Phys. Rev. B. 1989. -V. 40.-P. 2254-2261.

97. Crusellas M.A., Fortcuberta J., Pinol S., Grenet Т., Beille J. Temperature dependence of the resistivity and its anisotropy in n-type Ndi.85Ce0.i5CuO4 single crystal// PhysicaC. 1991. - V. 180.-P. 313-323.

98. Uij S., Aoki H. Effects of Ce substitution and reduction on conduction ini

99. Nd2xCexCu04//Physica C. 1992. -V. 199. -P. 231-239.

100. Tanda S., Ohzeki S., Nakayama T. Bose glass-vortex-glass phase transition and dynamics scaling for high-Nd2.xCe^Cu04 thin films // Phys. Rev. Lett. -1992.-V. 69.-P. 530-533.

101. Fujita Т., Kikugawa N., Ito M., Yamane K., Matsumoto Y. Transport properties of Nd2.yCeyCu04.5 with y~0.14// Physica C. 2000. - V.341-348. -P. 1937-1938.

102. Alff L., Meyer S., Kleefisch S., Schoop U., Marx A., Sato H., Naito M., and Gross R. Anomalous Low Temperature Behavior of Superconducting NdL85Ce0A5CuO4.y II Phys. Rev. Lett. 1999. - V. 83. - P. 2644-2647.

103. Шкловский Б.И., Эфрос A.JI. Электронные свойства легированных полупроводников.- М. :Наука, 1979.- 416с.

104. Efros A.L. Metal-non-metal transition in heterostructures with thick spacer layers // Solid State Commun.- 1989. V. 70. - P. 253-256.v -"■■;:' 225 ■

105. Капаев В\В., Копаев Ю.В., Токатлы И.В. Зависимость от импульсаразмерности электронных состояний: в гетероструктурах // УФН. —1997. Т. 167. - С. 562-566.

106. Cassam-Chenai A., Maily D. Transport in quasi-two-dimensional systems under a weak magnetic field// Phys.Rev.B. 1995. -V. 52. - P. 1984-1995.

107. McKenzie R:H., Moses P. Incoherent Interlayer Transport and Angular-Dbpendent Magnetoresistance Oscillations in Layered Metals // Phys.Rev.Lett.- 1998. V. 81. - P. 4492-4495.

108. Higgins J.S., Dagan Y., Barr M.C., Weaver B.D., Green R.L. Role of oxygen in the electron-doped superconducting cuprates // Phys. Rev. B. 2006. - V. 73.-P. 104510(1)-104510(5). '

109. Jia Y.X., Liu J.Z., Lan M.D., Shelton R.N. Hail effect in the mixed state of Y1.xPrxBa2Cu307.8 single crystals // Phys.Rev.B. 1993, - V. 47. - P. 60436046.

110. Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Харус Г.И., Иванов А.А. Влияние нестехиометрического беспорядка на температурную зависимость верхнего критического поля в электронных сверхпроводниках Nd2-xCexCu04+5 // Письма в ЖЭТФ. 2008. - Т. 88. - № 2. - С. 132-136.

111. Takagi Н., Tokura Т., and Uchida S. Similarity and dissimilarity in transport properties of electron- and hole-doped high-Tc cuprates // Physica C. 1989. -V. 162-164.-P. 1001-1002.

112. Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Харус Г.И., Сочинская О.Е., Иванов А.А. Эффекты d-волнового спаривания в электронныхвысокотемпературных сверхпроводниках с анизотропным примесным рассеянием // ФТТ. 2009. - Т.51.- вып.11. - С. 2102-2106.

113. Роуз-инс А., Родерик E. Введение в физику сверхпроводимости.-М.:Мир, 1972. -272с.

114. Charikova T.B., A.I.Ponomarev A.I., Tashlykov A.O., Shelushinina N.G., Ivanov A.A. Quasi-Two-Dimensional Transport Properties of Layered Superconductors Nd2-xCexCu04+8 and Ca2.xSrxRu04 // AIP Conference Proceedings. -2006. V. 850. - P. 401-403.

115. Пономарев А.И., Чарикова Т.Б., Харус Г.И., Шелушинина Н.Г., Ташлыков А.О., Ткач А.В., Иванов« А.А. Анизотропия транспортных свойств слоистых сверхпроводников Nd2.xCexCu04+5 и Ca2.xSrxRu04 // ФММ. — 2007. Т. 104. -№ 1.-С. 72-85.

116. Пономарев А.И., Крылов К.Р., Харус Г.И., Чарикова Т.Б., Шелушинина Н.Г., Леонюк Л.И. Разрушение сверхпроводимости магнитным полем в монокристалле NdCeCuO: 2Б-характер перехода // Письма в ЖЭТФ.- 1995.- Т. 62.- вып. 6.- С. 494-499.

117. Цидильковский И.М., Цидильковский В.И. Термоэдс, проводимость и магнитная восприимчивость сверхпроводящих керамик при Т>Тс // ФММ.- 1988. -Т.65.- С. 83-91.

118. Tsidilkovski I.M., Tsidilkovski V.I. Resistivity and thermoelectric power of ceramic at T>Tc // Sol.St.Comm.- 1988.- V.66. P. 51-54.

119. Moshchalkov V.V. Localization effects and metal-insulator transition in oxide superconductors // Physica C. 1988. - V.156. - P. 473-476.

120. Казьмин С.А., Кайданов В.И., Лейсин Г. Термоэдс и удельное сопротивление оксидов YBa2Cu307-5 И ФТТ. 1988.- Т.ЗО. - С. 29552958.

121. Fisher M.P.A., Grinstein G., Girvin S.M. Presence of quantum diffusion in two dimensions: universal resistance at the superconductor-insulator transition // Phys.Rev.Lett.- 1990. V.64. - P.587-590.

122. Fisher M.P.A. Quantum phase transitions in disordered two-dimensional superconductors // Phys.Rev.Lett. 1990. - V.65. -P.923-926.

123. Hebard A.F., Paalanen M.A.Magnetic-field-tuned superconductor-insulator transition in two dimensional films // Phys.Rev.Lett. 1990. - V.65. - P. 927930.

124. Tanda S., Ohseki S., Nakajama T. Bose glass vortex-glass phase transition and dynamics scaling for high-Tc Nd2.xCexCu04+5 thin films // Phys.Rev.Lett. -1992.-V.69.-P. 530-533.

125. Yasdani A., Kapitulnik A. Superconducting-insulating transition in two-dimensional a-MoGe thin films // Phys.Rev.Lett. 1995. - V.74. - P. 30373040.

126. Hidaka Y., Tajima Y., Sugiyama K, Tomiyama F., Yamagishi A., Date M., Hikita M. Two-dimensional weak localization in electron high-Tc superconductor Nd2.xCexCuOy under high magnetic field // J.Phys.Soc.Japan. 1991.-V.60.-P. 1185-1188.

127. Абрикосов А.А. Основы теории металлов.- М.:Наука, 1987,- 520 с.

128. П.де Жен Сверхпроводимость металлов и сплавов.- М.:Мир, 1968. — 280 с.

129. Fehrenbacher R. and Norman M.R. Gap renormalization in dirty anisotropic superconductors: implications for the order parameter of the cuprates // Phys.Rev.B. 1994. -V. 50. - P. 3495-3498.

130. Borkowski L.S., Hirschfeld P.J. Distinguishing d-wave superconductors from higly anisotropic s-wave superconductors // Phys.Rev.B. 1994. — V. 49.-P. 15404-15407.

131. Посаженникова А.И., Садовский M.B. Разложение Гинзбурга-Ландау и наклон верхнего критического поля в неупорядоченных сверхпроводниках // Письма в ЖЭТФ. 1996. - Т. 63 - С. 347-352.

132. Гантмахер В. Ф., Емельченко Г. А., Науменко И. Г., Цыдынжапов Г. Э. Температурная зависимость верхнего критического поля в Nd2.xCexCu04. у как индикатор бозонной сверхпроводимости // Письма в ЖЭТФ. 2000. -Т. 72-С. 33-38.

133. Nosdrin V.S., Krasnosvobodtsev S.I, Shabanova N.P., Dravin V.A., Golovashkin A.I. Upper critical magnetic field of ion-irradiated YbaCuO and NdCeCuO films //Physica C. -2000. V.341-348. - P. 1909-1910.

134. Herrman J., de Andrade M.C., Almasan C.C., Dickey R.P., Maple M.B., Jiang Wu, Mao S.N., Green R.L. Magnetoresistivity of thin films of the electron-doped high-Tc superconductor Ndi.85Ceo.i5Cu04±5 // Phys.Rev.B. -1996.-V. 54.-P. 3610-3616.-.■ 230

135. Werthamer N:R1, Helfand E. and' Hohenberg P; C. Temperature and puritydependence of the: superconducting critical field, Щ2; HE Electron ? spin and; spin-orbit effects // Phys.Rev. 1966. - V. 147. - P. 295-302.

136. Гантмахер В. Ф., Цыдьи1жапов F. Э.;, Козеева ЛЛ., Лавров А. Н. Резистивный переход и верхнее критическое поле в недодопированных. монокристаллах YBa2Cu30{6+x} //ЖЭТФ. 1999. - Т. 115.- С. 268284. . ' .

137. Alexandrov A. S. and Mott N.F. Bipolarons // Rep.Prog.Phys. -1994. V. 57.-P. 1197-1288. ' У

138. Посаженникова А.И., Садовский M.B. Разложение Гинзбурга-Ландау и наклон верхнего критического поля в сверхпроводниках с анизотропнымирассеянием на нормальных примесях // ЖЭТФ. 1997. - Т. 112. - С. 2124-2133. ■■■ "

139. Goshchitskii B.N., Davydov S.A.,. Karkin A.E. High Temperature Superconductivity// Ed: by V. L. Aksenov, N. N. Bogolyubov, N. M. Plakida, World Scientific: Singapore, 1990b P:104t

140. Giapintakis J., Ginsberg D.M., Kirk M.A., Oskers S. Testing models of the symmetry of the superconducting pairing state by low-temperature electron irradiation of an untwined single crystal of ¥Ва2Си307.8 // Phys.Rev.B; -1994. V. 50.-P. 15967-15973.

141. Haran G. and Nagi A.D. Role of anisotropic impurity scattering in anisotropic superconductors // Phys.Rev.B. 1996. - V. 54. - P; 1546315467.

142. Изюмов Ю.А. Спин-флуктуационный механизм высокотемпературной сверхпроводимости и симметрия параметра порядка // УФН — 1999 т. 169 -с.225-254.

143. Sadovskii M.V. Superconductivity and Localization.- World. Scientific, 2000. P.78.

144. Armitage N. P., Lu D.H., Kim C., Damascelli A., K.M.Shen, Ronning F., Feng D.L., Bogdanov P., Shen Z.-X. Anomalous electronic structure and pseudogap Effects in NdL85Ceo.i5Cu04// Phys.Rev.Lett. 2001. - V.87. - P. 147003-1 -147003-4.

145. Blumberg G., Koitzsch A., Gozar A., Dennis B.S., Kendziora C.A., Fournier• 2 2

146. P. and Green R.L. Nonmonotonic dx ,y superconducting order parameter in Nd2-xCexCu04//Phys.Rev.Lett. -2002. V. 88. - P. 107002-1-1070023-4.I

147. Tanmoy Das, Markiewicz R.S. and Bansil A. Nodeless d-wave superconducting pairing due to residual antiferromagnetism in underdoped Pr2.xCexCu04.5 // Phys.Rev.Lett. 2007. - V. 98.- P. 197004-1-197004-4.

148. Dagan Y., Green R. L. Hole superconductivity in the electron-doped superconductor Pr2xCexCu04 // Phys.Rev.B. 2007. - V. 76. - P. 024506-1024506-4.

149. Yu W., Higgins J. S., Bach P. and Green R.L. Coexistence of antiferromagnetism and superconductivity in electron-doped high-Tc superconductors // Phys.Rev.B. 2007. - V.76. - P. 020503-1-020503-4.

150. Dagan Y., Beck R., Green R. L. Dirty superconductivity in the electro-doped cuprate Pr2xCexCu04: a tunneling study // Phys.Rev.Lett. 2007. - V.99. -P. 147004-1-147004-4.

151. Yin G., Maki К. Effect of impurity scattering on upper critical field of unconventional superconductors// Physica В.- 1994.- V.194-196.- P. 20252026.

152. Nozieres P., Schmitt-Rink S. Bose condensation in an attractive fermion gas: from weak to strong coupling superconductivity // J.Low.Temp.Phys. 1985. -V. 59.-P. 195-211.

153. Pistolesi F., Strinati G.C. Evolution from BCS superconductivity to Bose condensation: Role of the parameter kfc II Phys.Rev.B. 1994. - V. 49. - P. 6356 - 6359.