Спиновая восприимчивость и распределение заряда в неэквивалентных медь-кислородных плоскостях сверхпроводника Tl2 Ba2 Ca2 Cu3O10- δ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Г'Г 8 1 4

ОД ШОП 1Р?7

На правах рукописи

ПИСКУНОВ Юрий Владимирович

СПИНОВАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАРЯДА В НЕЭКВИВАЛЕНТНЫХ МВДЬ-КИСЛОРОДНЫХ ПЛОСКОСТЯХ СВЕРХПРОВОДНИКА П2Вя2Са2С!!3О,0 „

01.04.07 - физика твёрдого теля

Автореферат диссертации на соискание учёной стспеин кандидата физико-математических наук

Екатеринбург-1997

Работа выполнена в лаборатории кинетических явлений Ордена Трудового Красного Знамени Института физики металлов: УрО РАН

Научный руководитель - кандидат физико-математических

наук, с. н. с. Верховский C.B.

Научный консультант - доктор физико-математических наук,

профессор Танкеев А. П.

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор, Скрябин Ю.Н.

доктор химических наук, профессор Плетнёв Р.Н.

Ведущая организация - Казанский государственный

университет ( г.Казань )

Защита состоится "-/3" UUot-iS, 1997г. в ° час, на заседании Диссертационного совета К 002.03.01 в Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ГСП-170, ул. С.Ковалевской, 18.

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

Автореферат разослан " (J " ¡МСиЯ 1997г.

Учёный секретарь Диссертационного

совета, кандидат физико-математических -¿Т ^

наук, с.н.с. Р*^^ В.Р.Галахов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В проблеме построения теоретической модели, описывающей физические свойства высокотемпературных сверхпроводников, важная роль отводится вопросу о распределении заряда в медь-кислородных плоскостях, которые определяют сверхпроводящие свойства , соединения. Особенно актуальным этот вопрос становится для многослойных ВТСП купратов, имеющих кристаллографически неэквивалентные слои С11О2: рекордные значения температуры сверхпроводящего перехода Тс, достигнутые в этих соединениях, многие исследователи связывают с особенностями распределения дырок в них. В настоящее время остаются неясной электронная конфигурация Си в медных плоскостях, картина распределения дырок между орбиталями атомов меди и кислорода в слое, а также оптимальное (для достижения наивысших Тс) распределение дырок по медь-кислородным плоскостям в соединении. Крайне важным является исследование вопроса об изменении распределения дырочного заряда в слоях Си02 при переходе из недодопированного состояния, средняя концентрация дырок в котором меньше оптимального значения, в передопированное состояние оксида.

Особое значение для решения задачи о распределении заряда в неэквивалентных медных слоях приобретает такой локальный метод, как ядерный магнитный резонанс (ЯМР), с помощью которого можно получить данные о распределении спиновой и зарядовой плотности в отдельно взятом медь-кислородном слое.

Цель настоящей работы - экспериментально исследовать методом ЯМР:

В температурную зависимость однородного вклада в спиновую восприимчивость 0);

□ градиенты электрического поля на ядрах меди и кислорода в кристаллографически неэквивалентных медь-кислородных слоях сверхпроводников ТЬВагСагСизОю-в (Т12223) с различной степенью дырочного допирования;

а на основе полученных экспериментальных данных определить дырочные заселённости орб1?талей валентной зоны атомов в неэквивалентных медных слоях и выявить эволюцию распределения

дырочного заряда в Т12223 при вариациях средней концентрации дырок за счёт изменения степени комплектности в подрешётке атомов кислорода.

Научная новизна заключается в том, что в ходе проведённых исследований были впервые получены следующие основные результаты:

1. Исследована температурная зависимость однородного вклада в спиновую восприимчивость Хи(<1-0) неэквивалентных медь-кислородных слоёв в зависимости от степени допирования соединения Т12223. Установлено, что при переходе в недодопированное состояние различие в поведений с температурой'для различных слоёв исчезает.

2. Получены данные о градиентах электрического поля на атомах меди и кислорода и сделаны оценки концентраций дырок в неэквивалентных медных слоях Т12223. Выяснена тенденция перераспределения заряда между слоями при переходе от недодопированного к передопированному составу Т12223.

3. Определены значения квадрупольных частот, параметров асимметрии, сверхтонких полей на ядрах атомов меди и кислорода в структурно неэквивалентных плоскостях в зависимости от концентрации дырочных носителей в слое.

4. Проведена кристаллографическая идентификация линий полного спектра ЯМР изотопа кислорода 170 для оксида П2223.

Научная и практическая ценность. Сведения, полученные о поведении спиновой восприимчивости Хв и распределении заряда в медь-кислородных слоях в зависимости от степени допирования соединения могут быть использованы при решении вопроса о механизме, приводящем к явлению высокотемпературной сверхпроводимости.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования однородного вклада в статическую спиновую восприимчивость кристаллографически

4

неэквивалентных Cu02 плоскостей в Т12223 в зависимости о г степени допирования соединения.

2. Результаты анализа градиентов электрического поля на ядрах «Си, ''О и особенностей распределения заряда в неэквивалентных медных слоях соединений П2223 с разной степенью их допирования.

Достоверность полученных результатов обеспечивается физической корректностью постановки задачи, надёжной аттестацией образцов, корректной обработкой экспериментальных данных, их воспроизводимостью и наглядной интерпретацией.

Апробация работы основные результаты работы докладывались на XXVII -Конгрессе AMPERE (1994, Казань, Россия), 4-й Международной конференции по высокотемпературной сверхпроводимости (1994, Гренобль, Франция), 30-ом Совещание по физике низких температур (1994, Дубна, Россия), 21-й Международной конференции по физике низких температур LT-2I (1996, Прага, Чехия), 5-й Международной конференции по высокотемпературной сверхпроводимости (1997, Пекин, Китай).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в работах [1-9].

Структура н объём работы. Диссертация состоит из введения четырёх глав, заключения. и списка литературы, включающего 93 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследования, приведены основные выносимые на защиту положения, дана краткая аннотация работы по главам.

В первой главе кратко рассмотрены особенности структуры многослойных таллиевых сверхпроводников с двойным слоем TIO. Для различных сверхпроводящих металлооксидов приведены зависимости температуры перехода в сверхпроводящее состояние Тс соединения от концентрации дырок в нём. Дан обзор исследований,

посвященных изучению особенностей повеления с температурой статической спиновой восприимчивости Ха и распределения плотности заряда в структурно неэквивалентных медь-кислородных плоскостях многослойных ВТСП купратов. Рассмотрена связь градиентов электрического поля на ядрах Си и О с заселённостими орбиталей атомов.

Во второй главе (см. (I, 2, 6, 7) в списке публикаций автора) описана процедура синтеза, изотопного ,70 обогащения и последующей термической обработки передопированного оксида Т12223 (Тс=117К) для получения недодопированного состояния (Тс=104К) с большей степенью некомплектности полрешётки атомов О. Третий образец П2223 с Тс=123К близок к состоянию с оптимальной средней концентрацией дырок, соответствующему Тс,макс. Описана экспериментальная аппаратура и методы записи спектров ЯМР. Рассмотрены особенности анализа формы линии ЯМР в случае неаксиальной симметрии тензора градиента электрического поля.

В третьей главе (см. |1-9]) представлены результаты исследования статической спиновой восприимчивости х.,(Ч=0) структурно неэквивалентных СиОг плоскостей в ТГ2223 с различной степенью допирования.

В первом параграфе анализируется температурное поведение найтовского вклада в сдвиг линии ЯМР 63Си, который пропорционален статической спиновой восприимчивости х*(Ч=0) ело,, Си02. Вследствие различия (примерно в 1.5 раза) квадрупольных вкладов в полный сдвиг частоты ядер атомов мели, расположенных в неэквивалентных слоях СиО}, спектр ЯМР перехода 1/2«->-1/2 63Си представляет собой две разрешённые линии, соответствующие различным позициям меди. Это позволило исследовать температурную эволюцию сдвигов ЯМР 63Си отдельно в каждом из неэквивалентных медь-кислородных слоёв.

Для выделения найтовского вклада К.я в сдвиг потребовалось как можно более точное определение константы взаимодействия квадрупольного момента ядра меди с окружением. Квадрупольные частоты определялись из спектров ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) Си, а также из анализа спею, ов ЯМР перехода 1/2ч->-1/2, записанных в магнитных полях Н0=8; 3.9 Тесла. Температурные зависимости перпендикулярных компонент тензора магнитного сдвига линии ЯМР 63КХ для двух позиций меди (рис.1а-

<u

•> - } j tfS*

г £f\ * ~

iM О -Cul H l с

T • H i с

it

200 T, к

г*

A - H|k О - Cul И i с • ЧЫИи

1.1

«

« it

43K (Cul), %

Рис. I. Зависимость от температуры сдвига ЯМР 63Си для ориентации оси кристаллитов clH, с|Н в n2Bu2Ca2Cu3O|0.. с Тс-117К-(а), Тс=104К-(б) и с Тс»123К-(в); О- Cul позиции внешнего слоя CuOj, Cu2 позиции внутреннего слоя CuOj, ж - ориентация с||Н.

(г) Параметрические зависимости 63K4(Cu2)| "K^Cul)! для области нормального состояния соединений Т^ИагСа^СизОю-« (а) - (Тс= 104 К), О -(TC-1I7K), Д - (Тс-123К).

в) демонстрируют поведение х$(Т). которое наблюдалось и п других ВТСП купратах. При переходе к недодопированным составам уменьшение Хх(Я~0) в нормальной состоянии при понижении температуры становится более резким. Для описания подобного температурного поведения однородного вклада в спиновую восприимчивость (х%(ч~0)осК8) в недодопированных составах требуется допустить возникновение шел и в спектре магнитных возбуждений. Данные на рис.1 аппроксимированы сплошными линиями, соответствующими выражению

K,(D = K0(l-tanh2(^;)], (1)

предложенному Мерингом1 для описания щелевого поведения Xs в области температур нормального состояния. Оценки энергии щели Eg, единственного подгоночного параметра в выражении (1), позволяют сделать вывод о её росте с уменьшением степени допирования.

В конце парафафа сравниваются температурные зависимости найтовских сдвигов Ks 63Cu для структурно неэквивалентных медь-кислороаных плоскостей каждого из образцов П2223. Делается вывод о неразличимости температурной эволюции Xs в этих плоскостях по данным ЯМР на меди. Это продемонстрировано на примере параметрических зависимостей сдвигов 63Ki(Cu2) от 63Ki(Cul) (рис.1г), которые являются линейными в пределах погрешности измерений. При записи спектров ЯМР в полях Но<ЮТ минимальная погрешность в определении сдвига (A63Ki/63Ki)«0.05, достигнутая в данной работе и в работах других 'групп по таллиевым купратам, не позволяет выявить отличия в температурных зависимостях Xs различных медь-кислородных плоскостей. Это является одним из основных моментов, препятствующих установлению реальной картины магнитного состояния неэквивалентных слоев Си02.

Для уточнения поведения Xs(T). в' неэквивалентных СиОг-слоях соединений Т12223 с различной степенью допирования были проанализированы сдвиги 17КХ на ядрах атомов кислорода. Этому вопросу посвящены 2-й и 3-й параграфы данной главы.

Большое внимание было уделено кристаллографической идентификации линий, составляющих наблюдаемый спектр ЯМР кислорода 170. Для соединения Т12223 структурная "привязка" проведена впервые. Для этого были записаны спеюры ЯМР 170 в ориентированных образцах Т12223, в широком диапазоне частот, включающем линии всех переходов (рис.2). Спектр ЯМР пО в Т12223 представляет собой суперпозицию четырёх линий, соответствующих структурно неэквивалентным позициям кислорода. Линия (А) наибольшей интенсивности, с зависящим от температуры наибольшим значением сдвига принадлежит атомам кислорода ь слоях СиОг- Выделение этой части спектра стало

'Mehring М. What docs NMR Tell us About the Electronic State of High-Tc Superconductors? // Appl. Magn.Reson. -1992. -V.3. -P.383.

46 47

Частот, МГц

Рис.2. Спектры ЯМР 170 ориентированного образца Т12223, полученные в широком диапазоне частот, включающем линии всех переходов: (а)- ось С кристаллитов ориентирована параллельно и (б)-перпендикулярно направлению внешнего магнитного поля.

200 т, К

Рис. 3. Зависимость от темп ратуры перпендикулярной компоненты1 тензора сдвига Найта кислорода 17КХ " в . пере-допированном - (а) и недо допированом - (б) Т12223; о -данные для кислорода во внешнем слое С11О2, О - данные для кислорода во внутреннем слое Си02..

возможным за счёт того, что времена спин-решёточнои и спин-спиновой релаксации ядер атомов кислорода в медь-кислородных слоях имеют наименьшее значение. Остальной фрагмент спектра является суперпозицией линий от ядер кислорода в слоях TIO (с ббльшим кпадрупольиым расщеплением). В данной работе

необходимо было точно определить параметры

градиента электрического поля (ГЭП) на ядрах кислорода. Обращает

внимание, что при переходе от Т12212 к Т12223 в спектре сателлитных линий не возникает дополнительных пиков. Это позволило сделать вывод о совпадении значений квадрупольных частот и параметров асимметрии т) для кислорода в структурно различных, медных слоях. Отличие в спектрах ЯМР ,70 соединений Т12212 и передопированного Т12223 наблюдается только при сравнении формы линий кислорода в слоях Си02, соответствующих переходу допированиого 112223 (Тс=117К) и 1/2<->-1/2 (рис.4). В спектре (в)-недодопированного Т12223 17д соединения Т12223 ЯВНО (Тс=104К). видны два "горба" в отличие

от одиночной симметричной линии ЯМР ,70 в 112212. Это факт служит указанием на то, что ядра кислорода в неэквивалентных медных слоях различаются по сдвигам ЯМР. При переходе к недодопированному образцу Т12223 (Тс=104К) разница в сдвигах Частоты на ядрах кислорода исчезает и наблюдается узкая одиночная линия ЯМР ,70 во всей области нормального и сверхпроводящего состояний.

Таким образом, для передопированного образца Т12223 (Тс=117К) можно получить температурные зависимости сдвига Найта (К^ссХ5(ч=о)) на ядрах 170, расположенных в неэквивалентных слоях Си02 (рис.4а).

Для нвдодопированного Т12223 (Тс=104К) неэквивалентные позиции кислорода оказываются неразличимыми. Они имеют один и тот же сдвиг 17К^(Т), температурная зависимость которого более сильная, чем в Т12223 с Тс=117К, что является характерным для

Рнс.4. Спектры ЯМР 170 перехода (1/24*-1/2) ориентированных образцов (а)-Т12212, (б)- пере-

Ц06 1X0) Olio C.U 414 %

Рис.5. 4 Параметрическая зависимость 17Кх(01) от 17Кх(02) для области нормального состояния соединения Tl2Ba2Ca2Cu3Oio-S(Tc=ll7 К)

недодопированного состояния (рис.Зб).

Для большого числа медных оксидов с эквивалентными Си02-плоскостями данные

сдвигов ЯМР атомов меди и кислорода хорошо описывается в предположении единой восприимчивости слоя ХвСТ)2,3. Чтобы обосновать

применимость модели единой спиновой жидкости к многослойным купратам с разными медь-кислородными плоскостями, необходимо сравнить зависимости от температуры сдвигов ЯМР на атомах, расположенных в различных слоях Си02. Для передопированного образца Т12223 на рис.5 приведены значения сдвигов ЯМР 17Кх(01) внешнего слоя в зависимости от 17к^.(02) внутреннего слоя Си02, взятые при одной и той же температуре для области нормального состояния. Как видно из рисунка, набор данных не удается описать линейной зависимостью. Наиболее заметное отклонение экспериментальных точек, превышающее погрешность измерения сдвигов 17К1, от аппроксимирующей прямой линии- наблюдается в области температур выше 250К. Этот факт может служить свидетельством разной функциональной зависимости от температуры восприимчивости зиОО в кристаллографически неэквивалентных • Си02 слоях передопированного П2223. В недодопированном образце Т12223 спектр ЯМР перехода 1/2<->-1/2 пО в слоях Си02 представляет собой одиночную, симметричную и более узкую, чем в передопированном Т12223, линию. Линия сохраняет

2Millis A.J., Monien H., Pines D. Phenomenological model of nuclear relaxationin normal state of YBa2Cu307 // Physical Review B -1990. -V.42. -P. 167.

3Monien H., Pines D., Takigawa M. Application of the antiferromagnetic-Fenni-

liquid theory to NMR experiments on YBa2Cu30663 // Physical Review B -1991. -

V.43. -P.258.

свою форму и не обнаруживает признаков расщепления при уменьшении температуры. Традиционными методами одномерной фурье-спектроскопии невозможно выделить линии ЯМР кислорода в позициях 01 и 02. Неизменная с температурой форма линии позволяет утверждать, что химические , и спиновые вклады в сдвиг линий одинаковы для кислорода в кристаллографически неэквивалентных слоях CuOj. Таким образом можно заключить, что с уменьшением концентрации дырочных носителей для атомов кислорода в различных медных -лоях температурная зависимость &(Т) в недодопированном Т12223 становится одной и той же. Более того, принимая во внимание качественную связь концентрации nh подвижных дырочных носителей и характера щелевого поведения XS(T) в области низких температур нормального состояния, можно утверждать о более однородном допировании неэквивалентных слоев при переходе Т12223 в недодопированное достояние. В конце главы описана процедура разделения вкладов в сдвиг ЯМР, использованная в настоящей работе, и приведены оценки сверхтонких полей (СТП) на ядрах меди и кислорода в структурно неэквивалентных СиОг-слоях соединений Т12223 с различной степенью допирования. Из анализа сверхтонких полей на ядрах Си и О выяснено, что с увеличением концентрации дырочных носителей в слое Си02 происходит усиление эффекта ковалентности между атомами меди и кислорода.

В четвёртой главе (см. [8,9]) анализируются результаты исследования градиентов электрического поля на ядрах меди и кислорода в структурно неэквивалентных медных слоях соединений Т12223 с различной степенью допирования.

В первом параграфе главы выполнен расчёт степени дырочного заполнения орбиталей атомов меди и кислорода в слоях Си02. Из эксперимента следует, что для обеих неэквивалентных позиций меди Cul и Си2 наблюдается рост значений квадрупольных частот vq с увеличением степени дырочного допирования. Этот рост связывается с изменением так называемого валентного вклада VZ2val в полный ГЭП V,, на ядрах меди. Согласно результатам зонных расчётов4'5 величина V,,val составляет 99% от V2Z. Валентный вклад в ГЭП на ядрах меди приставляет собой сумму двух основных слагаемых: дырочного вклада от почти заполненной Си 3dx2_y2-орбиталм, электронного вклада частично заполненной 4р-орбнтали .-.¡еди4'5:

V7Zvui = v,^ V,zt» . (2)

12

Для количественных оценок дырочных заселённостей медных 3(1-орбиталей пх2.у2 использовались данные расчётов4-5, полученные для вклада vzz4P, пропорционального электронным числам заполнения 4р-орбиталей атомов меди. При этом предполагалось, что при изменении степени дырочного допирования медь-кислородного слоя вклад в ГЭП от 4р-электронов меди остаётся постоянным, а изменяется дырочная заселённость медной Зс1х2_у2-орбитали. Последняя связана с вкладом Уы3<1 в ГЭП следующим выражением:

Угг3,1=(4/7)е<гЗ>3(1пх2.у2, (3)

где е -заряд электрона, а г3(1 -радиус 3(1-орбиты. Таким образом, из выражений (2) и (3), используя экспериментально определённые величины Уы » У^™1 и теоретические оценки вклада Ум4р, были определены заселённости пх2.у2 Зс1х2_у2-орбиталей меди для всех трёх соединений Т12223.

На позиц дх (01,02) основной вклад в. ГЭП вносят дырки в 2ра- и •2рх-орбиталях атомов кислорода. Дырочные заселённости этих орбиталей, п^ и пр„ соответственно, могут быть определены с использованием следующих выражений:

+ (4)

2

пР> = -, (5)

-з

где ^р.о ~ 20 Ь 5 < Г >2р " квадр'упольная частота,

соответствующая одной дырке в 2р-орбите, рассчитывается, а величины т) и 17 определяются из эксперимента. Дырочные заселённости медных Зс1х2_у2- и кислородных 2р-орбиталей в структурно неэквивалентных слоях Си02, "Полученные в данной раб приведены в Таблице 1.

Из данных приведённых в Таблице 1 следует, что: □ в недодопированном состоянии Т12223 (Тс=104К) дырочная

4 Schwarz K., Anibrosch-Draxl C., and Blaha P. Charge distribution and elcctric-fleld gradients in YBa2Cu307.x // Physical Review B -1990. -V.42. -P.2051.

5 Yu J., Freinan A. J., Podloucky R„ Herzig P. and Weinberger P. Origin of electric-field gradients in high-temperature superconductors: YBa2Cu>07 // Physical Review B-1991.-V.43.-P.532. .

заселённость пх2.у2 примерно одинакова во внутреннем и внешних слоях Си02;

Таблица I. Дырочные заселённости медных За,2.«1 и кислородных 2р-орбиталей в структурно неэквивалентных слоях СиО^. Значения и, даны в

расчете на Слой один атом. Т12223 (Тс=117 К) Т12223 (Тс=104К) n*2-v2 Про Пр, TI2223 (Тс=123К) п 2 2 "X -V

Cu(l)02 Cu(2)02 0.388 0.335 0.066 0.367 0.335 0.066 0.363 0.284 0.051 0.355 0.284 0.051 0.382 0.363

В с увеличением степени допирования пх2.у2 растут в каждом из слоёв Cu02;

■ с ростом общего содержания дырок в образце разность между заселённостями пх2_у2 в неэквивалентных меДь-кислородных плоскостях возрастает: число заполнения орбиталей меди в слое Си02, более близком к акцепторному TIO-слою, увеличивается с допированием быстрее, чем в другой медной плоскости (расположенной между слоямй из атомов Ca);

в значения отношения пх2.у2/(»ро tnp«) в соединениях Т12223 уменьшаются с ростом степени допирования. Это свидетельствует о том; что дырки, допируемые в слои CuOj, располагаются в основном в орбиталях атомов кислорода.

В конце главы выполнены оценки концентраций подвижных дырочных носителей. nt, в каждом из неэквивалентных медь-кислородных слоёв соединений Т12223. Расчёты проводились с использованием значений квадрупольных частот меди vq, определённых в данной работе, а также результатов измерений коэффициентов Холла в недодопированном и оптимально допированном Т,2223-купратах6. При этом во внимание принимался факт, проверенный многими исследователями на таких соединениях как YBa2Cu306+x, La2-xSrxCu04, TI12I2, TI22I2, а

6 Taimtai М.А., Yefanov V.S., üyakin V.V., Akimov /VI., Cliernyakova A.P. Transport properties of thallium series compounds Tl¿[]:i¿Ca„.lC4„Ojl)M_, (11= 1,2,3) Uli different oxygen content. // Pliysica С -1991. -V.I85-I89. -P.I247.

0.5

3 04

■в р

0,1

О,г 0,4 О,Л 0,8 1.0 11* (дыр /формул. ед.)

Рис. 6. Концентрация дырок во внутреннем и внешних СиС>2 слоях Т1..Ва>Са2Си,0|гм как функци суммарной концентрации дырочных носителей в трёх СиОг слоях •элементарной ячейки Т12223. Штриховые линии аппроксимируют значения пь, оценённые дл различных С11О2 слоев Т12223 с Тс=!17К. Тс=104К и Тс=123К

ИМеННО, ЧТО Уд мели возрастает пропор-

ционально концентрации подвижных дырок в слое. Результаты определения концентраций щ, в неэквивалентных слоях Си02 представлены в виде графика на рис.6. Данный рисунок наглядно демонстрирует, что при переходе от недодопиро-ванного к передогшрован-ному. И2223 распределение подвижных дырочных носителей по неэквит лентнмм слоям Си02 становится неоднородным. Эта неоднородность растёт по мере увеличения степени допирования соединения.

outer.-'

inner..-

1. Обнаружена различная температурная зависимость однородного вклада в спиновую восприимчивость неэквивалентных сЛоёп Cu02. Более сильное уменьшение с температурой xs(q=0), полученное для внутреннего слоя, может свидетсльство«ать о меньшей степени допирования медь-кислородного слоя, наиболее удалённого от основного акцепторного резервуара - слоя TIO.

2. Установлено, что при переходе в недодопированное состояние различие в степени допирования слоев исчезает, что проявляется в идентичной температурной зависимости сдвига Найта ядер атомов меди и кислорода в структурно неэквивалентных слоях CtiOj.

3. Получены данные о градиентах электрического поля на атомах в различных медь-кислородных плоскостях и сделаны опенки заселённостей орбиталей атомов Си и О:

15

а) в недодопированном состоянии Т12223 (Тс=104К) дырочная заселённость пх2_ у2 и концентрация допированных дьфок примерно одинаковы во внутреннем и внешних слоях Си02;

б) с увеличением степени допирования пх2_у2 растут в каждом из слоёв Си02;

в) с ростом общего содержания дырок в образце разность между заселённостями пх2.у2 в неэквивалентных медь-кислородных плоскостях возрастает: число заполнения орбиталей меди в слое Си02, более близком к акцепторному ТЮ-слою, увеличивается с допированием быстрее, чем в другой- медной плоскости (расположенной между слоями из атомов Са);

г) значения отношения пх2_у2/(Про +пр*) в соединениях Т12223 уменьшаются с ростом степени допирования. Это свидетельствует о том, что дырки, допируемые в слои Си02, располагаются в основном в орбиталях атомов кислорода.

4. Показано, что при переходе от недодопированного к передопированному Т12223 распределение подвижных дырочных носителей по неэквивалентным слоям Си02 становится неоднородным. Эта неоднородность растёт по мере увеличения степени допирования соединения.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Богданович А.М., Михалёв К.Н., Жданов Ю.И., Пискунов Ю.В., Верховский C.B., Алексашин Б.А., Лаврентьев В.В.,. Акимов А.И, Чернякова А.П. Спиновая восприимчивость плоскостей Си02 в сверхпроводящих оксидах (Т1РЬ)Ва2СазСи40ц и Tl2Ba2CanCun+106+2n (n=0, I, 2) по данным ЯМР "Си // Сверхпроводимость: физика, химия, техника -1993. -Т.6. -С.758.

2. Пискунов Ю.В., Михалёв К.Н., Жданов Ю.И., Геращенко А.П., Медведев Е.Ю., Якубовский А.Ю., Шустов Л.Д., Трокинер А. Неоднородность дырочного допирования кристаллографически неэквивалентных Си02 плоскостей в Т12Ва2Са2СизО10-8 //

16

Сверхпроводимость: Физика Хими" Техника -1994. -Т.7. -№7 -С. 1193.

3. Mikhalev К., Piskunov Yu., Zhdanov Yu., Lavrentyev V., Verkhovskii S., Trokiner A., Inyushkin A., Shustov L., Taldenkov A., Yakubovskii A. Knight shift and EFG Tensors at Different Oxydes sites in Tl2Ba2CaCu208.x and Т12Ва2Са2Си30|П.х // Abstracts of the 4-th Intern. Conf. M2S-HTSC-4. -1994. Р.36».

4: Mikhalev K., Piskunov Yu., Zhdanov Yu., Verkhovskii S., Trokiner A., Inyushkin A., Taldenkov A., Shustov L., Yakubovskii A. Knight shift of Non-equivalent Position of copper and Oxygen in П2Ва2Са2СизО]о-х Ц Extended abstracts of the XXVIIth congress AMPERE. -1994. -V.2. -P.992.

5. Михалёв K.H., Пискунов Ю.В., Жданов Ю'И., Верховский С.В., Талденков А.Н., Инюшкин А.В., Шустов Л.Д., Якубовский А.Ю. Однородность дырочного допирования медных плоскостей в n2Ba2Ca2Cu30,o-s по данным ЯМР «Си, |70, 205Т1 // Тезисы докладов XXX-го Совещания по физике низких температур. -1994. -Т.1. -С. 183.

6. Trokiner A., Mikhalev К.М., Yakubovskii A., Bellot P.-V., Verkhovskii S., Zhdanov Yu., Piskunov Yu., Shustov L., Inyushkin A., Taldenkov A. l70 NMR in high-Tc superconductor Tl2Ba2CaCu2Oy // Physica С -1995. -V.255. -P.204.

7. Пискунов Ю.В., Михалёв K.H., Жданов Ю.И., Геращенко А.П., Верховский С.В., Медведев ЕЛО., Якубовский А.Ю., Шустов Л.Д., Трокинер А. Спиновая восприимчивость и дырочное допирование кристаллографически неэквивалентных СиСЬ плоскостей в Tl2Ba2Ca2Cu3Oio-s с различным содержгчием кислорода. // Сверхпроводимость: Физика Химия Техника -1995. -т.8. -№3. -С.470.

8. Mikhalev К., Piskunov Yu., Geraschenko A., Zhdanov Yu., Verkhovskii S., Yakubovskii A., Trokiner A. - Spin susceptibility of unequivalent Cu02 layers in Tl2Ba2Ca2Cu3O10.x with different Tc // Czechoslovak Jornal of Physics. -1996. -V.46. -SuppI S2. -P.1I31.

9. Piskunov Yu.V., Mikhalev K„ Geraschenko A.P., Zhdanov Yu.,

Verkhovskii S., Yakubovskii A., Trokiner A., Bellot P.V. Electric Field

Gradient and Hole Concentration in Unequivalent Cu02 Layers of n2Ba2Ca2Cu3C)io-i I I in press (Physica C, Proceeding of the V-th Int. Conf. on M2S - HTSC, Beijing, China, 1997).

Отпечатано на ротапринте ИФМ УрО РАН тираж 80 заказ 59 объем 0,95 п.л. формат 60x84 1/16 620219 г.Екатеринбург ГСП-170 ул.С.Ковалевской, 18 ИФМ УрО РАН