Исследование локального магнитного упорядочения в ВТСП соединения YBa2(Cu1-x57Fex)3O6+3 методом мессбауэровской спектроскопии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

'Сй

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Фізиі^гі-Т^хіпчііиіі інститут низьких температур ім. Б.І.Веркіна

І, №

ЛУКАШОВ Дмитро Вадимович

УДК 537.6 : 538.945 : 543.429.3

ДОСЛІДЖЕННЯ ЛОКАЛЬНОГО МАГНІТНОГО ВПОРЯДКУВАННЯ У ВТНП СПОЛУЦІ УВа2(Сиі-х57Гех)зОб+5 МЕТОДОМ МЕССБАУЕРІВСЬКОЇ СПЕКТРОСКОПІЇ

01. 04. 11 - Магнетизм

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобутп наукового ступеня кандидата фізико-математичних науя

Харків - 2000

Дисертація є рукописом

Робота виконана у Фізико-технічкому інституті низьких температур ім. Гі.І.Всркша НАН України, м. Харків

Науковий керівник:

доктор фіз.-мат. наук, професор, академік НАН України Єременко Віктор Валентинович,

ФТІНТ НАН України, директор

Офіційні опоненти:

доктор фіз.-мат. наук, старший науковий співробітник Пашкевич Юрій Георгійович,

ДонФТІ НАН України, провідний науковий співробітник

Провідна установа:

доктор фіз.-мат. наук, старший науковий співробітник Хацько Євген Миколайович,

ФТІНТ НАН України, старший науковий співробітник

Харківський Національний університет ім. В.Н.Каразіна, фізичний факультет, кафедра загальної фізики, Міністерство освіти і науки України, м. Харків

Захист відбудеться 2000 р. о годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради К 64.175.03 при Фізико-техиічному інституті низьких температур ім. Б.І.Вєркіна НАН України (61164, м. Харків, пр. Леніна, 47).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ФТІНТ НАН України за адресою. 61164, м. Харків, пр. Леніна, 47.

Автореферат розіслано 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор фіз.-мат. наук

•Сиркін Є.С.

загальна характеристика роботи

Актуальність теми. З погляду фізики магнітних явищ великнії інтерес иредсіавляюи. питання взаємозв'язку надпровідності і магнетизму, механізм виникнення і харакіер маї-иітіюго впорядкування у високотемпературних надпровідних ШТНП» сполуках і ііою вплив на формування надпровідних властивостей цих матеріалів. Виходячи з юю, що в бпіліьох сполуках можливе існування надпровідності без магнітного впорядкування, природно зробити висновок, що не існує однозначного зв'язку між ними двома явищами. Проїс в ряді ВТНП матеріалів наявність фазового розділу, шо утворюється за млі пішим механізмом, сглорюс оптимальні умови для надпровідності н істото вплив, є на фізичні «ласіиное »і надпровідників.

Одним із ВТНП, в якому експериментально виявлене співіснування падпровідиосіі і магнетизму, є сполука УВагСизОб»з. У иій сполуці сносіерігагп.сн залсжніси» мампіних властивостей від кисневого індексу 6 < 6+8 < 7 і від наякіюсгі різною роду домішок. Инишіено вилив не тільки хімічного складу, але і <]ютоопромішованля па провідпісп. маїсріалу. На сьогоднішній день накопичено багато інформації про крнсіалічну с»р\кгуру сполуки. Є можливість порівнювати іі узагальнювати результати, отримані рі.'ннмн млодиками. З прикладної точки зору актуальність досліджень обумовлена дооре розкиненою ієхиолої ієн» синтезу УПагСщОй+л з високою 7с « 90 К, що робить цеп матеріал досіуиипм для зас(осування в найближчому майбутньому.

Введення в УВагСи)Оо+й невеликої кількості домішки ігАмсіалу в ряді випадків мало змірює надпровідні властивості сполуки, але розширим* можлнвосіі ікчо вивчення різними спектроскопічними методами. З шшого боку, додавання мніиіїнич домішок приводни, д.« зміни магпіпшх властивостей матеріалу, що позитивно лошача* іьси па ііою ісхио.вмічннх властивостях. Вилив домішок І.У-елсмеитів на власпівосп сполуки впмаїа» докладною вивчення.

Зв'язок роботи з науковими нроіуямами. Дослідження за іемою чнсеріації входили в план відомчої тематики ФТІНТ НДНУ ио темі 1.4.10.4.7 ‘ І-.кснсрнчеи іальпс і ісоренічис вивчення термодинамічних, кшеигших і внсокочасіоіннч влаешмосіеіі маї ініьнч енеіем і ї* динаміки" (ЛІ- держ. рсіісір. 0І95иМ9К60), а також вн:<очу!*алис.> в рамках проскіів ДФФД України 2/ і З 3 "Накачка", 2.3/589 "Кросспіи" і нроскіш ДКНТ України У.0|.0|/(ї2" "Квадруиоль". 9.0і*01/044 "Квадруиоль 2”.

Мсіа і іавдянив лос.птжсши». Мсіом цієї днссріаинін-ч роб.чи Г»у.ю екснсрпмспіа.п-пе визначення парамеїрів локальних йолів на ядрах за.п*а в різних зразках УВа^Сиї.;'7Ье,).іО«нл у широкому іінсрва;н іемпераіур ! ('ясування \іе\анмму нсіанонлснш. машіїного впорядкування у цьому НГНП маїсріалі. а .икож.ьч ііджсннн впливу «¡юи'.шр"-

мінювання на зразки УВаг(Сиі.і57Кед)зОб+5 методом мессбауерівської спектроскопії. Для цього необхідно було розв’язати наступні питання:

1. З'ясувати, які кристалографічні позиції займає залізо ^'Ке у зразках із різним кисие-вим індексом і при різній концентрації домішки заліза. Визначити параметри надтонких полів у кожній з позицій і розташування кисню в найближчих координаційних сферах цих позицій.

2. Провести ретгльні виміри температурних залежностей надтонких параметрів мес-

сбауерівських спектрів УВаг(Сиі.,57Ре»)зОб+& у діапазоні температур 10-300 К з метою одержання відповіді на питання про існування магнітної взаємодії в цьому матеріалі і про вплив на магнітне впорядкування іонів заліза. •

3. Експериментально довести можливість спостереження методом ядерного ^резонансу фотоіндукованих ефектів у УВа2(Сиі.,57ре,)зС>5м різного складу.

Для виконання поставлених завдань були розроблені і реалізовані оригінальні методики виміру, проведена модернізація експериментального обладнання і був створений комплекс програм математичної обробки результатів вимірів.

Об'єктом дослідження є розділ фаз в високотемпературних купратних надпровідниках. Предмет дослідження - локальне магнітне впорядкування у УВа2(Сиі-хяРех)лО<»8, іцо відбувається завдяки автолокалізації електрона з утворенням у матеріалі областей зі зміненим магнітним станом.

Одним із широко застосовуваних методів вивчення ітрієвих ВТНП УВагСизОб+5 є ядерна )*-резонансна (мессбауерівська) спектроскопія. Переваги цього методу ноляїають у його високій чутливості і багатих можливостях у дослідженні структурних і динамічних властивостей твердих тіл. Ядерна у-резонансна спектроскопія істотно відрізняється від інших мегодпк мінімальним впливом самого методу на досліджуваний об'єкт. Крім того, мессбауерівська спектроскопія дає інформацію про мікроскопічну природу явищ, що вивчаються за її допомогою.

У випадку ВТНП УВагСизОб+а для проведення мессбауерівських досліджень найчастіше у матеріал додають домішки стабільного ізотопу ,7ї;с, що заміщує мідь. Джерелом /-квантів є 57Со. Заміщення міді залізом 57Рс вимагає вирішення питань про локалізацію атомів домішки у кристалічній гратці у залежності від концентрації заліза, киснгвого індексу й умов синтезу зразків. Необхідно з'ясування зарядового і спінового стану атомів заліза,' а також симетрії найближчого кристалографічного оточення.

Наукова іківизпа огримаиих результатів. На захист виносяться наступні результати, що вперше отримані в цій дисертації:

- проведена ідентифікація нееквівалентних позицій, які займають іони заліза 'Те в УВа2(Сиі-х57Ре,)зОб+б; обрана модель математичної обробки експериментальних мсссбау-

ерівських спектрі», що узгоджується з результатами теоретичного розрахунку градієнтів електричного поля на ядрах міді у цій сполуці і яка дозволяє несуперечно описати кутові, концентраційні та температурні залежності параметрів спектрів;

- у yBa2(Cui-s5,Fe,)3Oets вивчена температурна поведінка анізотропії ссрсдньоквадра-тичних зміщень атомів 57Г-'е, що займають позиції міді Си(І);

- виявлене аномальне зменшення загальної площі мессбауерівських спектрів надпровідних зразків YBa2(Cu,.xi7Fe,)]()«.& при зниженні температури, що зв'язується з встановленням у частиш позицій близького магнітного впорядкування;

- виявлені фотоіндуковані зміни в мессбауерівських спектрах зразків YBa2(Cui.,51Fe„)jOs4s з різним кисневим індексом.

Практична значимість отримані’* результатів. Отримані експериментальні результати дали можливість інтерпретувати механізм виникнення магнітного впорядкування у ВТНП УВа2(Сиі.«57Ре«)зО«+8 при зннженні температури в рамках моделі фазового розділу. Проведені дослідження служать експериментальним підтвердженням існування механізму автолока-лізації носіїв заряду ча окремих вузлах кристалічної гратки, що викликає зміну локального магнітного порядку в мікрообластях матеріалу. У свою чергу, розбивка кристалу иа області з різними магнітними й електричними властивостями може служити передумовою для виникнення надпровідності у цьому матеріалі.

При вивченні впливу фотоонромінювання на параметри мессбауерівських спектрів УНа2(Сиь,57Рех)іОй>5 отримані експериментальні дані, корисні для пояснення ефектів фотопровідності, що спостерігалися в цьому матеріалі.

Проведений патентний пошук показав новизну і патентоспроможність методу текстурувати матеріалів із порошкових ВТНП із використанням магнітної о поля.

Особистий внесок заобувіїча. Приведені в дисертації результати отримані в співавторстві зі співробітниками мессбауерівської групи відділу спектроскопії магнітних і молекулярних кристалів ФТШТ НАНУ. Автор брав особисту участі, у розробці і реалізації усіх викладених у дисертації досліджень. Значна частина робіт із модернізації спектрометра, створення системи автоматизованого керування експериментом, системи тсрмоеіабілізапії зразків, по написанню програм дня математичної обробки, по підготовці зразків для вимірів, а також по проведенню експерименту, його обробці й аналізу отриманих результатів виконана особисто автором.

А и тими і я результатів дисертації. Результати досліджень, що склали зміст днсеріації, доповідалися на Ш Всесоюзній нараді по високотемпературній надпровідності (Харків, 1991), на Міжнародній конференції по застосуванню мессбауерівської спектроскопії (Nanjing, China, 1991), на Міжнародній конференції по магнетизму ІСМ'94 (Варшава, Поль-

ma, 19У4К ил Міжнародній конкуренції по фізичних основах надпровідності SVA’95 (Харків, 1995), на XXXI нарад» по фізиці низьких температур (Москва, 1998), а також обговорювалися нч семінарах ФТІНТ НЛНУ.

ГЬблікаиїї. 'За матеріалами дисертації опубліковано Н друкованих робі і , у тому числі З cm и к рс^юроваиих журналах і 5 тез доповідей на міжнародних кош|>ереиціих.

С'ппкп{)а гя оосмг ;тесцгииійної робот. Дисертація складапься з всіупу, чо трьох розділів, вненокків. списку використаних джерел (117 найменувань) і двох додаїків до третього розділу. Нона місіть у собі 41 рисунок і !3 таблиць. Загальний обсяг дисертації складає 139 сюріиок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

V всіуні обі рун іована актуальність ісмп, викладені мста і завдання робопі, наукова новизна і практична цінність досліджені», особистий внесок здобувана, а також апробація робо і н.

У немито інп .ічі приведений огляд робіт, що містять експериментальні дані про пилив домішки заліза на структуру, електричні і магнітні властивості досліджуваного матеріалу. Далі розглянуті переваги і вади методу ядерного у-резонансу, а також узагальнені дані мсссбаусрімськнх досліджень YBa>(Cui-x57FexhO<>‘À і викчадсні останні загальноприйняті уявлення про вилив кисневого індексу і концентрації заліза на мессбауерівеькі спектри. Аналіз ліїсраіурннх джерел иоказуг наявність протиріч при ідентифікації нееквівалентних позицій, що займаться S7Kc. Найбільш цікавим і спірним с спостереження магнітного впорядкування в надпровідних зразках методами месебауерівської спектроскопії, Третя частина присвячена розі.ілду можливих моделей встановлення магитноіо впорядкування в Y-Ba-Cu-O, зокрема маї »¡і ! кому механізму фазового розділу. Відзначено модель, у якій носій заряду може створиш всередині крпсіала область іншої фази зі зміненим магнітим порядком і стабілізувати ії своем авюлокадізаціпо у цін області. Нарешті, зроблений огляд окремій робіт, присвячених фоі оі йдуконаним явищам в Y-Ba-Cu-O. Вказується па відсутність робіт но мессбау-ерівсмош дослідженням фоюіпдукованпх ефектів в ВТНИ.

Лруіий |хпліл “Меіодпка ц експериментальна іехніка мсссбауержеьких досліджень” місі н і ь коро ікни опис методу ядерного у-резоиапсу й основних параметрів, що характери-зукчь меееба>ерівеькпп спектр. Далі ід? опис принципу роботи і блок-схеми спектрометра для виміру ядерного у-реюнапсу. Розглянуто конструкцію кріостата, а іакож принцип робо-пі аніома’ііг’.ованої спсісмн іермостабілізанії зразків. Викладено особливості месебау-ериіських досліджень зразків при фоюонромйновашіі. В останньому підрозділі приведена ісореіичпа функція, ню опнсус експериментальні спектри, і коротко описаний алгоритм мч-(емапічпо) обробки мессбауерівських спекгрін. .

У третьому роїлілі дається опис мессбауерівських вимірів, проведених на текстурованих зра зках із метою з'ясування позицій, які займають іони заліза 51Fe в YBaj(Cui-»57Fe,)i06*5, а також досліджень впливу кількості домішок ”Fe на параметри мессбауерівських спектрів. Кристалічна структура YBajCujO«;« подана на рис. 1.

Зразки для виміру кутових залежностей параметрів мессбауерівських спектрів текстурувалися за методикою [1]. Дрібнодисперсний порошок YBa2(Cuo,9i57Feo,o2)jO«,9s у розплавленому піцеїні в зовнішньому магнітному полі набуває текстури циліндричного типу: вісь с кристалітів орієнтується перевалом вздовж напрямку магнітного поля. При охолоджеіші фіксується заданий кут між віссю с і напрямком уквантів. Були накопичені спектри текстурованих зразків в інтервалі кутів між віссю с і напрямком у-квантів від -30° до 100° із кроком через 10°.

Для обробки серії спектрів були використані функції кутового розпозділу інтенсивностей компонент квадрупольних дублетів (1). Вивід mix залежностей наводиться » Додатку А. Вісь текстури збігається з віссю с кристалітів, площина (ab) обертається навколо с. Положення с відносно головних осей'градієнта електричного поля (ГПП) задаєіься полярним кутом р і азимутальним кутом ф. Кутом « позначено кут між напрямком у-квашіп і с fj= (І-хх - їл у) / У;/- параметр асиметрії ГЕП.

-,Си(1)

Гт. І

/і = 1+— (і* + А;

І,

З

+о2-А.

Туг ч= 'іДV? + Ф + п1Пі

А = ^І-сі1 + j^cos’ acos2 fi+~ sin" otsin" /jj+-^-(.’cos: asin" /icos2 O- sirr /feos5 <¡>-cm2 a).

Окремі випадки орієнтації c паралельно головним осям ГПП при тексі урі циліндричною типу мають вид, то не залежить від кутів /5 і ф.

При обробці спектрів використовувалася модель, у якії! передбачалося, що часпша кристалітів орієнтована точно вздовж обраного напрямку, а інші - ч ріпною ¡імовірнісно розподілені в усіх напрямках. Для кута ог=агссоч(І/л/?)=55с відношення шіспсшіїїоск'п у дублеті дорівнює 1 при будь-якому ступені текстури і не залежнії, від величніш і напрямку ГЕП. Ця властивість використовувалася для нттчсіши положення ліній у снекірі. Далі ирн заданому ступені текстури підбиралися значення иарачеіра асиметрії, знак і напрямок V//

компоненти тензора ГЕП для кожного квадрупольного дублету, що входить в спектр. Узгодження параметрів здійснювалося методом найменших квадратів по залежності і відношень площ ліній у квадрулольних дублетах від кута між віссю текстури і напрямком ^квантів.

Математична обробка серії спектрів при розкладанні на чотири або п'ять дублетів не дала позитивного результату. При розкладанні спектрів на три дублета (рис. 2) було обрано модель, яка дозволяє несупсречно описати кутові, концентраційні та температурні залежності параметрів мессбауерівських спектрів. Параметри дублетів для зразка УВаі(Си<ш57Кео,о2)зОб,95 при 295 К. подані у табл. 1.

______________________________________________________________________________________Таблиця 1

Дублет Ізомерний зсув мм/с Квадрупольне розщеплення 2Л’, мм/с Параметр асиметрії п Знак Ухі ■ Напрямок ГЕП

ОІ 0,038(1) 1,980(1) 0,24(9) Угг < 0 сііг

Б2 0,006(1) 1,224(3) 0,14(3) Угг> 0 СІ 1V

03 0,243(3) . 0,457(6) 0;6(2) Угг> 0 с! їх

Визначені експериментально значення параметрів дорівнювали розрахунковим значеннями для різних варіантів кисневого оточення. Результати розрахунків на ЕОМ методом граткових сум у моделі точкових зарядів приводяться у Додатку Б. В цей додаток винесені значення компонент тензора ГЕП і параметра асиметрії на катіонних вузлах ромбічної фази УВаїСизОт і тетрагональної фази УВагСизОб, а також в області локальних дефектів, викликаних різним числом і характером розташування кисневих вакансій.

. У результаті порівняння експериментальних залежностей із розрахунковими був зроблений висновок, що при х=0,02 практично всі атоми заліза знаходяться в трьох позиціях Си(1) з різним кисневим оточенням. '

Для одержання додаткової інформації про позиції, які займають іони заліза в УВаг(Сиі-х57Ре*)зОб+5, була проведена серія мессбауерівських вимірів, у яких вивчалася динаміка дифузії 5?Ре із поверхні всередину пресованої таблетки надпровідного УВагСизОб«.

-2

-1

о

V, мм/с

Рис. 2

Месебауерівські виміри показали, що 57Fe за 1 годину при 900°С лродифундуваа із поверхні зразка на глибину ~1 мм. Розподіл домішки в зразку добре описується формулою n=na exp{-x/L), де п - концентрація домішки, X - відстань, L - дифузійна довжина (відстань, при якій концентрація домішки змінюється в е разів). Метод найменших квадратів дає наступні значення: L = 71.2(±4.2) мкм; концентрація на поверхні зразка л0 = 25.3(±0.7)%.

Виявилося, що при дифузії в зразок залізо займає ті ж нееквівалентні позиції, що іі у зразках, приготованих за звичайною керамічною технологією. Обробка спектрів проводилася при кількості квадрупбльних дублетів від трьох до п'яти. Критеріями вибору моделі обробки були стійкість вирішення і монотонна зміна параметрів при зміні концентрації заліза. Отримано залежності мессбауерівських параметрів від концентрації заліза для кожної нееквівалентної позиції.

Був зроблений висновок, що при концентрації' менше 10% залізо заміщує мідь в трьох нееквівалентних кристалографічних позиціях, а при більшій концентрації в спектрі з’являється внесок від заліза в четвертій позиції. Месебауерівські параметри дублетів Dl, D2 і D3 збігаються з параметрами дублетів у спектрах зразка, на якому були проведені дослідження кутової залежності. Дублет D4 із квадрупольним розщепленням 1,7 мм/с і ізомерним зсувом 0,2 мм/с, відповідно до розрахунків, відповідає позиції Си(2).

Месебауерівські пі спектр зразка YBa;(Cuo.D2'7Fe».M).iOr...i являє собою суперпозицію зсеманівського еексгн-плета і трьох квадрупольних дублетів (рис. 3). Секстиплет характерніш для тетра-фази і присутній у спектрах киснево збіднених зразків

YBa2(Cui-,”Fex).i06i5. Три кпадру-лольюіх дублети відповідають трьом нееквівалентним позиціям Си(1), іцо займаються залізом, аналогічні дублетам у спектрах зразків із 6+8>6,5.

Для ідентифікації секстиплета були проведені месебауерівські виміри па текстурованих у магнітному полі зразках при температурах 260-300 К. Встановлено, що для даної позиції магнітні моменти антнферомагнітно впорядкованих атомів заліза лежать у площині (аЬ). а градієнт електричного поля має такі параметри: Kzz>0, Vzzl І є, і?=0,2. Відповідно до розрахунків Додатка Б, дана позиція відповідає 57Fc, що замішає Си(2).

0

V, мм/с

Рис. З

Приведемо остаточні результати ідентифікації. У киснево збагачених зразках (6+5>6,4) при х<0,06 залізо Ие5* займає три позиції Си(1). Дублету ОІ з квадрупольним розщепленням (}$~1,95 мм/с відповідає чотирикратно координований киснем атом Ре з одним атомом 0(4) і одним атомом 0(5) у площині (аЬ) - границя двійників. Дублету ХУ2 з £№=1,2 мм/с відповідає п'ятикратно координований киснем атом Ре із двома 0(4) і одним 0(5) - ланцюжкова позиція з додатковим киснем у площині (аЬ). Найбільша ширина цього дублету пояснюється можливим переміщенням кисню між позиціями 0(4) і 0(5). Дублету 03

з £№=0,4 мм/с відповідає атом Ре, шестикратно координований киснем. При збільшенні концентрації заліза, х>0,06, у спектрах киснево збагачених зразків з'являється дублет 04 з 1,7 мм/с, що відповідає Ре у позиції Си(2). У спектрах киснево збіднених зразків (6+5<6,4), поряд з трьома дублетами, спостерігається магнітний секстиплет, що відповідає Ие у позиції Си(2).

Четвертий рошіл "Температурні дослідження мессбауерівських спектрів УВа2(Сиі.,”ре,)іОб«" містить результати, отримані при вивченні надпровідних зразків із кисневим індексом 6+5=7 при значеннях х=0,02 і х=0,0б у діапазоні температур 10-300 К. Крім того, подані результати мессбауерівських досліджень впливу світла на АФМ упорядковані зразки при температурах 100-300 К і на надпровідні зразки при температурах 10-300 К.

Анізотропія ймовірності ефекту Мееебауера

В інтервалі температур 78 - 300 К проведені виміри на двох текстурованих у магнітному полі (#=13 кЕ) зразках УВа2(Сио.98'7Рео.о2)зОб.95. В одному зразку вісь с орієнтувалася паралельно потокові у-квантів (с 117), а в іншому - перпендикулярно потокові уквантів (сіу).

Для будь-якої моделі обробки загальним незалежним параметром є сумарна площа всього спектра. Площа спектра кількісно відбиває ймовірність ефекту Мееебауера і дає інтегральну характеристику фононного спектру. Теоретично температурний хід площі спектра описується функцією Дебая-Валлера [21: -

6 Ек

S = S0f = S0exp^-

1 t Тг S4T xdx

4 + eJ0 I e x p (x ) - 1

(2)

де So - нормувальна константа, / - ймовірність ефекту Мееебауера, ER - енергія віддачі вільного ядра, 90 - температура Дебая.

На рис. 4 приведені температурні залежності ймовірності ефекту Мееебауера для зразків із різним типом текстури: cl І у (а) і с±у(б); суцільна лінія - дебаївське наближення. Обробка залежностей методом найменших квадратів дає наступні значення температури Дебая: 00п = 358±5 К і в01 = 494±10 К. Зі співвідношення / = ехр (-2л (хг) / X2) [2] оцінені амплітуди коливань: при Т ~ 293 К. <^2ц) = 0,0061 Á2, (х2і.) = 0,0032 Á2; при Т = 78 К (хгп> = 0,0023 А2, {х\) = 0,0015 Á2. ’

Проведені виміри вказують на існування в зразках YI3a: ( Сио,9857Рео,о2)зОб,95 анізотропії ймовірності ефекту Мессбауера і, відповідно, анізотропії середньок-вадратичних зміщень атомів. Амплітуда коливань атомів заліза уздовж кристалографічної вісі с більше, ніж амплітуда коливань у базисній площині. Розмір анізотропії зменшується при зии»

. женні температури. Аналіз пове-

дінки загальної площі спектра дає усереднену картину. Для окремих позицій значення температури Дебая, отримані з аналізу площі кожного дублету, лежать в інтервалі 330 - 380 К для коливань гратки паралельно с, а для коливань перпендикулярно с - в інтервалі 490 - 540 К.

Проведено оцінку і показано, що анізотропія ймовірності ефекту Мессбауера мало впливає на відношення інтенсивностей ліній у дублетах.

Аномальне зменшення площі спектра при температурах нижче 80 К Проведено мессбауерівські дослідження на текстурованому зразку с||/ УВаг(Сио,9&-”Рео,ог)зОб,95 в інтервалі температур 10 - 100 К. Також проведені дослідження в інтервалі температур 10 - 273 К на полікристалічному зразку YBa2(Cuo.9457Feo.o6)î07, у котрому краще розділені лінії центральної частини спектра.

140 180 220 260 Т, К

Рис. 4

І 8.5 і s d О 8.0

СГ

'Й 7.5

СО

■

- ї 1. 1

20

40 60

Т, К

Рис. 5

80

Аналіз температурних залежностей параметрів мессбау-ерівських спектрів показав аномальне зменшення сумарної площі спектрів при зниженні температури. На рис. 5 приведена температурна залежність сумарної площі спектра (8) зразка УВаг(Сио.985,Рео,ог)зОй.9ї. Суцільна лінія - функція Дебая-Взллера. Значення температури Дебая 0Д=36О К, що оцінювалася нами раніше, дозволяє описувати температурну поведінку загальної площі спектра вище 80 К. Нижче цієї температури відбувається відхилення температурної залежності ймовірності від теоретичної кривої.

100

Для зразка УВа2(Сиі,9451Кео,м)зСЬ з 6% 57Ие зменшення сумарної площі спектра при зниженні температури виражено більш яскраво, ніж для зразка з концентрацією заліза 2%

(рис. 6). Це зв'язано з більшою ймовірністю вшшкення магнітних кластерів, які створені

іонами заліза. При концентрації заліза більш 10% при температурі !Г<20-К виникає далекий магнітний порядок, що спостерігався в [3]. У наших експериментах про далеке магнітне впорядкування, що починається, свідчить розширення ліній і збільшення відносної площі другого дублету і значне зменшення

відносної площі третього дублету. Абсолютні значення площі кожного дублету зменшуються при зниженні температури від 80 К до 10 К.

0 40 80 120 160 200 240 т, К Перевірено, що додаткові лінії за

Рис. 6 границями обраного діапазону

* швидкостей не з'являються.

Низькотемпературне зменшення площі спектра УВа2(Сиі.*57Рех)іОб+5 іншими авторами не аналізувалося. Однак, подібні аномалії спостерігалися при мессбауерівських дослідженнях /лВаСиреОз+й (Іл~Ьа, Рг, У) [4], де відбувається "зникнення спектра" через розширення ліній в інтервалі температур 100-130 К. Зменшення площі спектра, що спостерігається, і розширення ліній при температурах нижче 30 К виявлене також у ВТНП зразках системи 1-2-4 [5]. В обох випадках падіння резонансної площі автори [4, 5] зв'язують із появою м'якої моди в коливальному спектрі кристала, а розширення ліній пояснюють уповільненням флуктуацій надтонкого поля на ядрі.

Приведено докази відсутності зм'якшення фононного спектра в інтервалі 20-90 К і запропоноване інше пояснення зменшення резонансної площі: при зниженні температури виникає нова фаза, спектр від ядер якої не спостерігається в зв’язку з розширенням ліній. Ми думаємо, що відбувається перехід частини атомних магнітних моментів у ланцюжкових позиціях в стан із замороженим напрямком спінів (при 10 К порядку 12% атомів в зразку УВа2(Сио.9857Рео,о2)зОб.95). Це супроводжується виникненням надтонкого магнітного поля на ядрах і, відповідно, розщепленням дублетного спектра у.шестикомпонентний.

Розділ фаз у УВа2(Сиьх57ГсДіОб+5

Ефект аномального зменшення загальної площі спектра пояснюється локальним магнітним впорядкуванням іонів заліза і міді при автолокалізації електрона на ланщожковому кисні. Можливість такого механізму показана при розділі фаз у ВТНП матеріалах [6]: у кри-

сталі утворюютьсл області з магнітним порядком, який відрізняється від існуючого магнітного порядку в матриці.

Локалізація електрона супроводжується аитпферомапіішим впорядкуванням пари атомних моментів, що приводите до зниження енергії система. При цьому зростає концентрація дірок у зоні провідності і створюються умови для виникнення надпровідного стану. Оскільки автолокалізовашш електрон робить "струнні" коливання навколо обраного вузла і повільно мігрує по кристалу [6], то миттєві значення надто іких поліз на ядрах осцилюють, що приведе до розширення ліній магнітної фази. Крім цього, локалізація електрона приводить до стрибкоподібного виникнення надтонкого поля на ядрі на відміну від монотонного наростання поля при магнітному фазовому переході II роду. Час реєстрації замороженого стана атомного спіна визначається часом життя ядра заліза u збудженому стані. Відповідно, відзнака температурних залежностей площ дублетів обумовлена різним часом життя автоло-калізованого електрона на атомах даної позиції.

Оцінено енергію автолокалізованого стану за функцією Ланжевека та з врахуванням ймовірності утворення пар Fe-Cu та Fe-Fe у ланцюжках при різній концентрації заліза. Енергія дорівнює 0,5 К для пар залізо-мідь та 25 К для пар залізо-залЬо. Отже, розглянута в роботі [6] модель автолокалізації носія в області зі зміненим магнітним порядком може пояснити зменшення площ ліній мессбауерівського спектра.

Меесйауерівське детектування фотоіндуковаиих ефектів > ВТНП YB»2(Cui-4s7Fc4)?Om Були проведені мессбауерівські дослідження впливу освітлення на різкі зразки YBa2(Cui ,',Fe,)i06ts. Освітлення здійснювалося lle-Ne лазером (632,8 нм) у безперервному режимі. Ширина ліній спектра освітлених зразків менше ширини ліній без освітлення, що говорить про наявність фотоіндукоганих ефектів у всьому об'ємі матеріалу. Розігрів зразка світловим потоком густиною 13 мВт/см2, як показали виміри за допомогою диференціальної термопари, був не більш 1,1 К при Т = 290 К. •

Фотоіпдукована зміна надтонкого поля на ядрах s7Fe у поліції Сч(2) у YBa¡(Cu0,i Fcoos)3063

Були одержани мессбауерівські спектри зразка YBa2(Cuu,92'7Feo.o*)jOí.i без освітлення, при густині світлового потоку 13 мВт/смг і 40мВт/см2, а також після освітлення. Виявлено, що при освітленні зменшується розщеплення секстиплета, отже, зменшується ефективне поле на ядрах 57Fe у позиції Си(2). На рис. 7 подана температурна залежність величини елективного поля на ядрі у темряві (О, суцільна лінія) і освітлених зразків при 13 мВт/см2 (□, пунктир). Збільшення густини потоку випромінювання, що падає на зразок, викликає зменшення величини ефективного поля на ядрі (рис. 7, зставка).

Передбачається, що механізм фотоіндукованого зменшення ефективного поля на ядрах 'Те подібний до механізму, запропонованому для пояснення “замороженої” фотопро-відиосгі [7]. Як прийнято вважати, під дією світла створюються злек-трошю-діркові пари в Си02 площини. Електрони переносяться і локалізуються в СиО, ланцюжках, а діркові носії заряду в СиОа площини підвищують провідність сполуки. Ми думаємо, що фо-тозбуджуються електрони, які беруть участь у непрямій обмінній взаємодії, що приводить до антиферромагнітного впорядкування атомних моментів у Си(2) позиціях. Зменшення кількості цих електронів приводить до зменшення параметра обмінної взаємодії, що зменшує намагніченість подграток, температуру Нееля і виявляється в зменшенні надтонкого поля на ядрі.

Зменшення шнрин ліній при освітленні пов'язується з перерозподілом кисню в ланцюжках, що зменшує розкид локальних полів.

Вптів фотоопромішовашія на зразки УВа,(Сщ ,/’реом),07 і УВо,(Си0 9г'71'сом)¡ОЬ І На надпровідному зразку УНагССио.м^Нео^іО; і зразку УВаг(Сио и5,Рео.о8)зОб.б проведені виміри до опромінювання, при густині світлового потоку 13 мнт/смг і після опромінювання.

Опромінювання зразка УНа;(Си(,м',1,Сиіх,)і07 викликає зменшення ізомерного зсува

квадрупольннх дублетів О] і 112, яке відповідає зростанню густини у-злектронів на япрах 5,Не

на 0,024 ніг’ в інтервалі 90 - 300 К та

0,064 пі,-3 в інтервалі 10 • 80 К. Тем- . .. гг11

нературна залежність сумарної ^

х

площі спектра 5 показала на рис. 8. З ^ 0

При температурі нижче 80 К спо- °

. . х 9

стерпагться зменшення площі спск- с£

т

трл лсосшт/ісііогр зразка (О, су- ^ З цілі-на лінія). Цс відхилення від за-

лежіюегі Дебая-Валлера обговорю- д 40 80 120 160 200 240 Т.К

валося в попередньому розділі. Су- ■ ї’иг. 8

т,к

Рис. 7

ІЗ

марна площа освітленого зразка (П, штрихова лінія) не нас рн« м?лій температурної о ходу і при температурах 50 - 300 К мас меншу величину, ніж для спектрів зразка в темряві.

Ми думаємо, що освітлення збільшує кількість носіїв заряду в зразку за рахунок створення в СиОг площинах пар електрон-дірка і лодалы ¡ого переносу і локалізації "надлишкових" оіектронів n СиО* ланцюжках [7]. Переік с електронів підтверджує іься зменшенням ізомерного зсуву дублетів DI і D2, що СВІДЧИТЬ і ро збільшення електронної і ус-тиші па ядрах. Автолокалізація фотозбуджених електронів у ланцюжку викликає локальне магнітне впорядкування зв’язаних через кисень атомів [6]. ha відміну від процесії» у іемраві, при фотоопромішованні збільшення кількості автолокалізованих електронів супровод-

I

жується ростом кількості дірск. А дірки приводять до руйнування далекого магні ї ного порядку незрівнянно сильніше, ніж електрони [8J. У роботі [8] показано, що в лірково-доловаинх системах АФМ порядок швидко зменшується зі зростанням концентрації дірок, а далекий АФМ порядок руйнується вже при концентрації допапта в 2-3%. При цьому зразок переходить у парамагнітний стан типу спінового скла із замороженими магнітними момен-іамн. У випадку електронного допувапня руйнування далекого АФМ впорядкування відбувається тільки при концентрації допапта більш 15%. •

Таким чином, можна пояснити поведінку температурної залежності запільної площі спектра нри освітленні: відхилення експериментальної кривої від теоретичної залежності Де-бая-Валлера спостерігається у всьому діапазоні температур за рахунок наявності в зразку атомів із замороженим напрямком спінів, але лрн низькій температурі підвпшепа концентрація дірок. перешкоджає: встановленню далекої о магнітного впорядкування н матеріалі.

На зразку YIfci2(C,u<».«»2i,Fe<ni*)j06.6 спостерігається перерозподіл площ киадрупольннх дублетів при освітленні, що вказує на подовження ланцюжків СиО* і змешиепия їхньої кількості. На зразку YBa2(Cui».$i4s7Feo.«6).*07 відносні площі дублетів не змінюються. Цс підтверджує висновок робіт, де вказується па підвищення освітленням критичної темиераіу-ри за рахунок впорядкування ккешо в ланцюжках тільки в умовах дефіциту по vncnio.

При будь-якій температурі зміни, що сгюетсрііалнея при фоіоопромішовапні. відбуваються швидше ніж за годину і мають час релаксації того ж порядку. Швидка релаксація пояснюється тим, що загальна доза фотонів па одиницю маси матеріалу у наших експериментах і.а трн-чотнри порядки менше, ніж в експериментах, де сностерії алнея фо-тоіндуковаиі е<)>екти, що довго живуть, а киснсвнй індекс наших зразків відрізняє п.ся від 0.4. при якому фотоопромішоваппя впливає найбільш сильно.

Висновки

1. Проведено ідентифікацію нееквівалентних позицій, які займають іони заліза в ¥Ва2(Сиі-х5,Ре,)зОб+8: в киснево збагачених зразках (6+&>6,4) при х<0,06 залізо Ре5' займає три позиції Си(1): чотирикратно координована киснем позиція з одним атомом 0(4) і одним атомом 0(5), п'ятикратно координована киснем позиція з двома 0(4) і одним 0(5) і шестикратно координована киснем позиція. При збільшенні концентрації заліза, х>0,06, у спектрах з'являється четвертий дублет, що відповідає Рс у позиції Си(2). У спектрах киснево збіднених зразків (о+5<6,4) з'являється магнітний секстиплет, що відповідає ре у позиції Сч(2).

2. У зразках УВаг(Сио,їг57Р'ео,о2)з04,и виявлена, анізотропія середньоквадратичних зміщень атомів у позиціях Си(1), що викликає анізотропією ймовірності ефекту Мессбауера. Оцінені температури Дебая та амплітуди зміщень атомів для коливань гратки вздовж вісі с та у площині (аЬ).

3. На надпровідних зразках УВа2(Сио.и,7Рео,і2)зОб,95 і УВа?.(Сио,м57Рео.об)зО? вперше виявлене аномальне зменшення площі мессбаугрівського спектра при 7"<80 К. Ефект пояснюється локальним магнітним впорядкуванням двох сусідніх магнітних іонів в СиО* ланцюжках завдяки автолокалізашї електрона. Виникаючі квазічастки, типу магнітного поляро-на, викликають зменшення площі спектра за рахунок утворення секстиплетов, які відповідають ядрам із значеннями надтонких полів, що осцилюють. При більшій концентрації заліза ефект виявляється сильніше через більшу ймовірвість утворення магнітних кластеров. При зниженні температури магнітні кластери збільшуються в об'ємі, що приводить до встановлення далекого магнітного впорядкування в цих областях кристала.

4. Уперше проведеш експерименти по мессбауерівському детектуванню фо-тсіндукованих явищ у УВз2(Сиі.,57Рех)зОбн.

а) при фотооопромінюванні зразка УВа2(Сио,9257Рео,о8)зОб.з виявлене зменшення розщеплення секстнплета, що відповідає позиції Си(2). Ес]іект пояснюється фогозбудженням електронів, що беруть участь у непрямій обмінній взаємодії між АФМ упорядкованими атомами в СиОг площинах, їхнім переносом і автолокалізацією у СиО* ланцюжках. Зменшення кількості електронів у СиОг площинах приводить до зменшення параметра обмінної взаємодії і виявляється в зменшенні ефективного поля на ядрах у Си(2) позиціях.

б) в зразках УВа2(Сио.9457Рео,м)і07 і УВа2(Сис.ч-5,Рео.(і«)іОб.« виявлені зміни параметрів спектрів, що свідчать про фотостимульовашш перенос електронів із СиОг площин у СиО, ланцюжки і про впорядкування кисню в СиОх ланцюжках. Виявлено, що фотоонро-мінювання перешкоджає встановленню далекого магнітного впорядкування, яке спостерігалося нами без освітлення на надпровідному зразку УВа2(Си(і.м,7Рездб)л07 нижче 80 К.

Список цитовапо! лггератури

1. Farrell D.E., Chandrasekhar B.S., DeGuire M.R., Fang М.M. Kogan V.G., Clem J.R., and

Finnemore D.K. Superconducting properties of aligned crystalline grains YiBa;(Cui.,,,7Fc,,)i07S

II Phys. Rev. B. - 1987. - V. 36, № 7. - P. 4025-4027. .

2. Химические применения мессбауэровской спектроскопии / Под ред. З.И. Гольданского, Р.Г. Грабера. - М.: Мир, 1970. - 502 с.

3. Любутин И.С., Дмитриева Т.В., Терзиев В.Г. Магнитные фазовые диаграммы системы YBaj(Cul x5,Fe<)30y IIЖЭТФ. - 1992. - Т. 102. - С. 1615-1628.

4. Ruiz-Aragon M.J., Moran Е., Amador U., Medendez N., and Tornero J.D. Mossbauer study of /yiHaCuFeOvs (Ln=La, Pr, Y) phases: Disappearance of spectrum at low temperature // Physica C. - 1997. - V. 282-287. - P. 1001-1002.

5. Wu Y., Pradhan S., and Boolchand P. Motional broadening of 57Fe Mossbauer-effect resonance in cuprate superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1991. - V. 67. - P. 3184-3187.

6. Нагаев Э.Л. Новый тип автолокалпзованного состояния носителя заряда в антиферромаг-иитных полупроводниках и проблема ВТСГ1 // ЖЭТФ.. - 1993. - Т. ЮЗ. - С. 252-265.

7. Hasen J., Ledermann D., Schuller I.К., Kudinov V.,Maenhoudt М., and Bruynseraede Y. Enhancement of persistent photoconductivity in insulating high-7c thin films // Phys. Rev. B. -1995.-V. 51.-P. 1342-1345.

8. Zhang W., Bennemann K.H. Antiferromagnetism in electron- and hole-doped high-7c superconductors II Phys. Rev. B. - 1992. - V. 45. - P. 12487-12491.

Список опуДлжованях прянь пощукача по тем! лиседтянп

1. Еременко В.В., Канер Н.Э., Лукашев Д.В., Мациевский К.М., Пономарчук В.Л., Эренбург

A.И., Финкель В.А. Температурные особенности мессбауэровских спектров текстуриро-ванных УВа2(Си,.,5’Ре,)з07.5 // ФНТ. - 1991. - Т. 17. - С. 1346-1351.

2. Еременко В.В., Лукашев Д.В., Мациевский К.М., Пономарчук В.Л. Низкотемпературные

аномалии вероятности эффекта Мессбауэра в YBa2(Cui.x'7Fc,)]Oii5 /I ФНТ. - 1996. - Т. 22. -С. 1383-1389. ’

3. Еременко В.В., Лукашев Д.В., Пономарчук В.Л. Мессбауэровсхое детектирование фото-ивдуцированных эффектов в ВТСП YBa2(Cu1,,'7S;'ei)j06,s II ФНТ. - 199Х. - Т. 24. - С. 12071210.

4. Еременко В.В., Канер Н.Э., Лукашев Д.В., Маниевский К.М., Пономарчук В.Л., Финкель

B.А. Температурные особенности динамических характеристик ЯГР спектров текстуриро-ванных УВаг(Си1.*57рех)зОб+Б Н Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по ВТСП, Харьков, - 1991.-Т.1.-С. 203-204.

5. Kaner N.E., Eremenko V.V., Dengler J., Lukashev D.V., Matsievskii K.M., Nagy D.L., Ponomarchuk V.L., Ritter G.. Dynamic characteristics of YBa2(Cui.,5,Fe»)j07ji: temperature

dcpcndcnce of MossbaU‘:r spectra of aligned samples // International Conference on Ліс Applications of the Mossbauer Effect, Nanjing, China, 16-20 sept., Abstract. - 1991. - P. 54-

6. V.V.Eremenko, D.V.Lukashev, V.L.Pouomarchuk. Dynamic Polarization of Iron Nuclei in Paramagnetic and Ferronagnetic Conipaunds // Programme and Abstract of ICM'94, Warsav, Poland. - 1994. - P. 357. ^ ■

7. Еременко В.В., Лукашеи Д.В., Пономарчук В.Л. ФотоиндуцнроваПные изменения сверхтонкого ноля на ядрах svFc в YBa?(Cun.»257Fea.os)j()6.i // Тезисы докладов ХХХЇ совещания по физике низких температур, Москва. - 1998. - С. 248-249.

8. Еременко В.В., Лукашев Д В., Пономарчук В.Л. Низкотемпературные и фотонидуцнро-ванные аномалии мессбауэровских спектров ЬТСП YBj2(Cui.*57Fe0.iO7 Н Тезнсы докладов XXXI совещания по физике низких температур, Москва. -1998. - С. 250-251.

Лук<шкш Д.В. Дослідження локального мапгтного впорядкування у ВГНЛ сполуці YBai(Cui-x57Fcx).»06Ti методом мессбаусрівської спектроскопії. * Рукопис,

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фиико-метематичш/х наук ш спсціїїіьніспиа 01.04.11 - магнетизм. - Фішко -технічний інститут низьких температуо ім. Б.І.Всркина. Харків. Україна, 2000.

Методом мессбауерівської спектроскопії досліджувалися зразки YBa2(Cui-,'i7Fe0.iO6+R різною складу. Проведено ідентифікацію нееквівалентних позицій, що займаються 57Fe. Виявлена анізотропія середиьоквадрагичних зміщень атомів » Y Ваі( Cib.^^Fe^bOr,.^. У надпровідних зразках виявлене аномальне зменшення площі мессбауерівського спектра ирн 7'<S0 К. Цей е(|іект ми пов'язуємо з встановленням локального магнітного впорядкування двох сусідніх атомів в ланцюжках завдяки автолокалізації елекіропа. Зменшення площі спектра відбувається нрн утворенні секстиплетів, які відповідають ядрам із змамешшмн надтонких поліп, що оеднлюють. У мессбау^рівеькнх спектрах зразків YBa2(Cui.xS7Fex)30,^s при фо-іоонромішованні сностерії алнея зміни, що свідчать про перенос (|югозбуджеїшх електронів

і ! СиО> нлоїціні у СиОх ланцюжки.

Ключові слова: анізотропія середпьоквадратнчшіх зміщень атомів, локальне магнітне впорядкування, автолокалізація електрона, фогоонромішойапіія.

Lukashm D.V. Mossbaucr studies of local magnetic ordering in htgh-7V supcmuiductin^ compound УВя2(Сц)-х57Кеч)»Оь+5. - Manuscript.

fhesis for candidate’.* degree in physical and mathematical .sciences by spe ciality 0!. 04. і І -magnetism. />. Verkin Institute for Lov> Temperature Physic* and Engineering Kharkov, Ukraine.

lorn

YB:WCu,V7FeO*< W samples of various composition wen4 studied by the Môssbauer spec-ii\iscop\. '’Fe-site assignments were carried out. An ;>nisoimp\ tit the mean square atom dis-

placements was detected in YBa2(Cuo.9s57Feo.o2)306.9s. The superi onducling samples display an anomaly decrease in the Mossbauer spectrum resonant area at T< <0 K. The elTect is supposed to be due to the local magnetic ordering of two magnetic ions in Cu(\ chains caused by electron self-localizaiion. The Mossbauer spectrum area decreases as sextets arc formed. Sextets correspond to the nuclei with oscillating hyperfme field. The photoinduced cha iges in the Mossbauer spectra of YBa2(Cuj.x57Fex)306v5 indicate that the photoexited electrons are transferred from the С1Ю2 planes to the CuOx chains.

Key words: anisotropy of mean square atom displacement, local magnetic ordering, electron self-localization, photoinduced changes. ‘

Лукяшсв Д.В. Исследование локального магнитного упорядочения в ВТСП соединении YB«z(Cui.x57FCx).iO«+s методом мсссбауэровской спектроскопии. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата фижко-матемаптческих наук по специальности 01.04.11 - магнетизм. - Физико-технический институт низких температур им. Б. И. Веркина, Харьков, Украина, 2000.

Методом мессбауэровской спектроскопии исследовались образцы ВТСП YBa?.(Cui-x57Fe*)306+5 различного состава. Экспериментально определялись параметры локальных полей на ядрах железа в широком интервале температур для изучения механизма установления локального магнитного упорядочения в этом соединении. Также методом мес-сбауэровской спектроскопии исследовалось влияние фотсоблучсния на образны YBa2(Cui.x57Fe*)306+fi. '

Для идентификации неэквивалентных позиций, занимаемых S7Fe, проведены измерения угловых зависимостей параметров мессбауэровских спектров образцов, текстуриропаи-иых в магнитном поле. Исследованы зависимости вида спектров от концентрации примеси железа. Сравнением экспериментально полученных значений параметров с результатами теоретического расчета параметров градиента электрического поля выбрана модель обработки спектров, которая позволяет описать угловые, концентрационные и температурные зависимости параметров мессбауэровских спектров. Определено количество и расположение кислородных вакансий в ближайшем окружении ионов железа.

При измерениях текстурированных образцов УВа2(Сио.9857Рео<ц)зО<>.95 в интервале 78 - 300 К обнаружена анизотропия среднеквадратичных смещений атомов 57Fe в позициях Си(1), которая вызывает анизотропию вероятности эффекта Месебауэра. Оценены температуры Дебая и амплитуды смещений атомов для колебаний решетки вдоль оси сив плоскости (аЬ). *

На сверхпроводящих образцах YBa2(Cuo.9s5,Feo,o2)i06.!i5 и YI!aj(Cuo.M'',Feij,oí)iOj обнаружено аномальное уменьшение площади мессбауэровского спектра при Т<%О К. Этот эффект мы связываем с установлением локального магнитного упорядочения между двумя соседними магнитными ионами в цепочках посредством автолокализации электрона. Возникающие магнитные квазичаепщы, типа магнитного полярона, вызывают уменьшение наблюдаемой площади спектра за счет образования секстиплетов, соответствующих ядрам с осциллирующими значениями сверхтонких полей. При большей концентрации железа эффект проявляется сильнее из-за большей вероятности образования магнитных кластеров. При понижении температуры магнитные кластеры увеличиваются в объеме, что приводит к установлению дальнего магнитного упорядочения в этих областях кристалла.

Проведена оценка энергии автолокализованного состояния: 0,5 К для пар Fe-Cu и 25 К для пар Fc-Fe. Температурная зависимость количества автолокализованных состояний описывалась функцией Ланжевена, также учитывалась вероятность образования различных пар ионов при различной концентрации железа.

Показана возможность мсссбаулровского детектирования фотоиндуцированных явлений в ЬТСП. При фотооблучении АФМ образца УВаг(Сиол257Рео.о5)зОб.з в интервале температур 100-300 К обнаружено уменьшение, эффективного поля на ядрах в Си(2) позициях. Эффект объясняется фотовозбуждеилем электронов, участвующих в косвенном обменном взаимодействии между АФМ упорядоченными атомами в СиОг пло скостях, их переносом и ав-тохокалтоацнен в СиСХ цепочках. В мессбауэровских спектрах сверхпроводящих образцов YIja>(Cuo,M'1Fe„.4c¡)j07 при 10-300 К обнаружены изменения, которые свидетельствуют о фо-тостнмулнрованном переносе электронов из СиОг плоскостей в СиО» цепочки. На образце УВа2(Соо.925,Ре(|.оя)зО«.й наблюдалось перераспределение площадей квядрупольных дублетов, указывающее на упорядочение кислорода в СиО, веночках при освещении.

Ключевые слова: анизотропия среднеквадратичных смещений атомов, локальное магнитное упорядочение, автолокалнзация электрона, фотооблучение.

Відповідальний за випуск Курносов B.C. Підписано до друку 16.06.2000

Формат 60x90 1/16. Папір офе. № 2 Oij«-. друк. Ум. друк. арк. 0,9 Тираж 100 прим. Замовлення № 30 00 Фізико-техпічний інститут низьких температур ім. Б.І.Вєркіна Україна, 61164, Харків, пр. Леніна, 47

Ротапринт друкарні ФТ1НТ, 61164, Харків, пр. Леніна, 47