Электронные дефекты в решетках YBa2Cu3O7 И La2 − X SrxCuO4
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2022-3-2-86-99Ключевые слова:
Мессбауэровская спектроскопия, ядерный квадрупольный резонанс, тензор градиента электрического поля, заряды атомов, высокотемпературные сверхпроводникиАннотация
Используя данные эмиссионной мессбауэровской спектроскопии на изотопе 67Zn и ядерного квадрупольного резонанса на изотопе 17O, а также расчеты решеточного градиента электрического поля, определены эффективные заряды всех атомов кристаллических решеток сверхпроводящих металлоксидов меди YBa2Cu3O7 и La2 – xSrxCuO4. Эффективные заряды атомов металлов и большинства атомов кислорода соответствуют стандартным степеням их окисления (Y3+, La3+, Ba2+, Sr2+, Cu2+и O2−). Однако, атомы цепочечного кислорода (в YBa2Cu3O7) и планарного кислорода (в YBa2Cu3O7 и La2 – xSrxCuO4) демонстрируют пониженный заряд, что объясняется локализацией в соответствующих подрешетках дырки.
Библиографические ссылки
Adrian, F. J. (1989) Structural implications of nuclear electric quadrupole splittings in high-Tc superconductors. Physical Review B, 38 (4), 2426–2431. https://doi.org/10.1103/physrevb.38.2426 (In English)
Ambrosch-Draxl, C., Blaha, P., Schwarz, K. (1991) Electronic structure and electric-field gradients for YBa2Cu4O8 from density-functional calculations. Physical Review B, 44 (10), 5141–5147. https://doi.org/10.1103/physrevb.44.5141 (In English)
Baryshev, S. V., Kapustin, A. I., Bobyl, A. V. et al. (2011) Temperature dependences of YBa2Cu3Ox and La2 − xSrxCuO4 resistivity in terms of the negative-U centers model. Superconductor Science and Technology, 24, article 075026. https://doi.org/10.1088/0953-2048/24/7/075026 (In English)
Bednorz, J. G., Muller, K. А. (1986) Possible high Tc superconductivity in the Ba−La−Cu−O system. Zeitschrift für Physik B Condensed Matter, 64, 189–193. https://doi.org/10.1007/BF01303701 (In English)
Beno, M. A., Soderholm, L., Capone, D. W. et al. (1987) Structure of the single-phase high-temperature superconductor YBa2Cu3O7 − δ. Applied Physics Letters, 51 (1), 57–60. https://doi.org/10.1063/1.98886 (In English)
Blaha, P., Schwarz, K., Herzig, P. (1985) First-principles calculation of the electric field gradient of Li3N. Physical Review Letters, 54 (11), 1192–1198. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.54.1192 (In English)
Capponi, J. J., Chaillout, C., Hewat, A. W. et al. (1987) Structure of the 100 К superconductor Ba2YCu3O7 between (5–300) К by neutron powder diffraction. Europhysics Letters, 3 (12), 1301–1307. https://doi.org/10.1209/0295-5075/3/12/009 (In English)
Francois, M., Junod, A., Yvon, K. et al. (1988) A study of the Cu-O chains in the high Tc superconductor YBa2Cu3O7 by high resolution neutron powder diffraction. Solid State Communications, 66 (10), 1117–1125. https://doi.org/10.1016/0038-1098(88)90335-3 (In English)
Garcia, M. E., Bennemann, K. H. (1989) Theoretical study of the structural dependence of nuclear quadrupole frequencies in high-Tc superconductors. Physical Review B, 40 (13), 8809–8813. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.40.8809 (In English)
Ishida, K., Kitaoka, Y., Zheng, G., Asayama, K. (1991) 17O and 63Cu NMR Investigations of high-Tc superconductor La1.85Sr0.15CuO4with Tc = 38 K. Journal of the Physical Society of Japan, 60 (10), 3516–3524. https://doi.org/10.1143/JPSJ.60.3516 (In English)
Konstatntinovic, J., Parette, G., Djordjevic, Z., Menelle, A. (1989) Structural transformations of the YBa2Cu3O6.84 crystal lattice in the temperatute interval 9 K to 300 K. Solid State Communications, 70 (2), 163–166. https://doi.org/10.1016/0038-1098(89)90967-8 (In English)
Lee, C. C., Chiu, J.-Y., Yamada-Takamura, Y. et al. (2021) Hidden competing phase revealed by first-principles calculations of phonon instability in the nearly optimally doped cuprate La1.875Sr0.125CuO4. Physical Review B, 104 (6), article 064114. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.064114 (In English)
Le Page, Y., Siegrist, T., Sunshine, S. A. et al. (1987) Structural properties of Ва2YСu3O7 high-Tc superconductors. Physical Review В, 36 (7), 3617–3621. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.36.3617 (In English)
Lyubutin, I. S., Terziev, V. G., Dmitrieva, T. V., Gor’kov, V. P. (1989) Lattice sum calculations and electric field gradients for orthorhombic and tetragonal phases of YBa2Cu3Ox. Physics Letters A, 137 (3), 144–148. https://doi.org/10.1016/0375-9601(89)90101-1 (In English)
Marchenko, A. V., Nasredinov, F. S., Kiselev, V. S., Seregin, P. P. (2018a) Analysis of the parameters of the Mössbauer spectra and the spectra of nuclear quadrupole resonance of the superconducting ceramic YBa2Cu3O7. Glass Physics and Chemistry, 44 (2), 92–99. https://doi.org/10.1134/S1087659618020116 (In English)
Marchenko, A. V., Nasredinov, F. S., Kiselev, V. S. et al. (2018b) Effective charges of atoms of HTSC La2 − xSrxCuO4 ceramics determined from the analysis of the parameters of the nuclear quadrupole interaction. Glass Physics and Chemistry, 44 (5), 412–417. https://doi.org/10.1134/S1087659618050115 (In English)
Masterov, V. F., Nasredinov, F. S., Seregin, P. P. (1995) Nuclear quadrupole interaction in high-temperature superconductors based on copper metal-oxides. Physics of the Solid State, 37, 1265–1292. (In English)
Mitsen, K., Ivanenko, O. (2007) The common origin of the pseudogap- and 60 K-phases in YBCO. Physica C: Superconductivity, 460–462 (2), 1094–1095. https://doi.org/10.1016/j.physc.2007.03.224 (In English)
Ohsugi, S. (1995) Doping dependence of the electric field gradiend at of La site in La2 – xMxCuO4 (M = Sr,Ba) La- NQR study. Journal of the Physical Society of Japan, 64 (10), 3656–3659. https://doi.org/10.1143/jpsj.64.3656 (In English)
Ohsugi, S., Kitaoka, Y., Ishida, K. et al. (1994) NMR study of magnetism and superconductivity in superconducting La2 – xSrxCuO4. Physica C: Superconductivity, 235, 1633–1634. (In English)
Pennington, C. H., Durand, D. J., Slichter, C. P. (1989) Static and dynamic Cu NMR tensors of YBa2Cu3O7-x. Physical Review В, 39 (4), 2902(R)–2905(R). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.39.2902 (In English)
Schwarz, K., Ambrosch-Draxl, C., Blaha, P. (1990) Charge distribution and electric-field gradients in YBa2Cu3O7 – x. Physical Review В, 42 (4), 2051–2061. https://doi.org/10.1103/physrevb.42.2051 (In English)
Seregin, N. P., Masterov, V. F., Nasredinov, F. S. et al. (1992) Parameters of the electric field gradient tensor determined by 57Co(57Fe) and 67Cu(67Zn) emission Mossbauer spectroscopy for La2 − xSrxCuO4 copper sites. Superconductor Science and Technology, 5 (11), 675–678. https://doi.org/10.1088/0953-2048/5/11/014 (In English)
Seregin, N. P., Marchenko, A. V., Seregin, P. P. (2015) Emission Mössbauer spectroscopy. Electron defects and Bose-condensation in crystal lattices of high-temperature superconductors. Saarbrücken: LAP Lambert Publ., 332 p. (In English)
Shimizu, T. (1993) On the electric Field Gradient at copper nuclei in oxides. Journal of the Physical Society of Japan, 62 (2), 772–778. https://doi.org/10.1143/JPSJ.62.772 (In English)
Shore, J., Yang, S., Haase, J. et al. (1992) Barium nuclear resonance spectroscopic study of YBa2Cu3O7. Physical Review В, 46 (1), 595–598. https://doi.org/10.1103/physrevb.46.595 (In English)
Sun, J., Remsing, R. C., Zhang, Y. et al. (2016) Accurate first-principles structures and energies of diversely bonded systems from an efficient density functional. Nature Chemistry, 8, 831–836. https://doi.org/10.1038/nchem.2535 (In English)
Sun, J., Ruzsinszky, A., Perdew, J. P. (2015) Strongly constrained and appropriately normed semilocal density functional. Physical Review Letters, 115, article 036402. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.036402 (In English)
Takigawa, M., Hammel, P. C., Heffner, R. H. et al. (1989) 17O NMR study of local spin susceptibility in aligned YBa2Cu3O7 powder. Physical Review Letters, 63, 1865–1868. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.63.1865 (In English)
Tarascon, J. M., Greene, L. H., Mckinnon, W. R. et al. (1987) Superconductivity at 40 K in the oxygen-defect La2 − xSrxCuO4 − y. Science, 235 (4794), 1373–1376. https://doi.org/10.1126/science.235.4794.1373 (In English)
Terukov, E. I., Marchenko, A. V., Seregin, P. P. et al. (2018) Parameters of nuclear quadrupole interaction and spatial distribution of electronic defects in YBa2Cu3O7 and La2 − xSrxCuO4 lattices. Physics of the Solid State, 60 (10), 1908–1915. https://doi.org/10.1134/S106378341810027X (In English)
Wells, A. F. (1984) Structural inorganic chemistry. Oxford: Clarendon Press, 1416 p. (In English)
Wortmann, G., Kolodziejczyk, A., Bergold, M. et al. (1989) Mossbauer studies of YBa2Cu3O7 − x type high-Tc superconductors. Hyperfine Interactions, 50, 555–567. https://doi.org/10.1007/BF02407691 (In English)
Yu, J., Freeman, A. J., Podloucky, R. et al. (1991) Origin of electric-field gradients in high-temperature superconductors: YBa2Cu3O7. Physical Review В, 43 (1), 532–541. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.43.532 (In English)
Yvon, K., Francois, M. (1989) Crystal structure of high-Tc oxides. Zeitschrift für Physik B, 76. 413–444. https://doi.org/10.1007/bf01307892 (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 Марченко Алла Валентиновна, Серегин Павел Павлович, Киселев Валентин Сергеевич
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
