УДК 546.562:546.641:546.442:537.312.62

Суб- и надсолидусные фазовые соотношения в системах Nd1+xBa2- xCu3Oz NdBaSrCu3Oz и влияние катионного состава на сверхпроводящие свойства

А.П.Солошенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Высокотемпературные сверхпроводники NdBa₂Cu₃O_z, рассматриваются как одни из самых перспективных для создания материалов с рекордными сверхпроводящими характеристиками. В то же время, этот сложный купрат бария и неодима представляет собой удачную модель для изучения фундаментальных зависимостей сверхпроводящих свойств от изменений структуры, вызванных ее химическим модифицированием, в частности, изовалентным замещением катионов бария на Sr2+ или гетеровалентным на Nd+3. Обладая достаточно близкими ионными радиусами, оба эти катиона могут вызвать локальные искажения структуры в диэлектрическом блоке, в то время как при гетеровалентном замещении дополнительно может произойти перераспределение заряда между сверхпроводящими плоскостями CuO₂ и дефектными плоскостями CuO_x в структуре, сопровождающееся уменьшением температуры перехода в сверхпроводящее состояние.

В настоящей работе проведено сравнительное исследование температурной зависимости пределов замещения в ряду твердых растворов Nd(Ba_{1- x/2}Nd_x/2)₂Cu₃O_z и Nd(Ba_{1- x/2}Sr_x/2)₂Cu₃O_z, их термической стабильности (температур перитектического распада, а также твердофазного распада в области пониженных температур), параметров элементарной ячейки и сверхпроводящих свойств в зависимости от степени замещения x. При исследовании фазовых соотношений помимо стандартных экспериментов отжиг-закалка, рентгенофазового и термического анализа были использованы in situ измерения проводимости керамических образцов твердых растворов, что позволило достаточно легко детектировать появление следов жидкости в системе, сопряженной с точкой перитектического распада. При анализе полученных концентрационных зависимостей физико-химических характеристик в работе были использованы известные из литературы модели химического давления, переноса заряда, нарушения планарности сверхпроводящих плоскостей и антиструктурного разупорядочения катионных подрешеток стронция, бария и неодима.