Luận án phó tiến sĩ: Ảnh hưởng của việc thay thế các ion lên các tính chất của vật liệu siêu dẫn 1:2:3

Các ion Y và Ba chi là các ion liên kết trong cấu trúc, Tuy nhiên không phải một ion hoá trị 3+ bất kỳ vA một lon 2: của oxy thể hiện rõ nhất & chổ các tỉnh chất vật lý che vật liệu phụ

cha hợp chất siêu dan nhiệt di cao loại 1727)

(Tổng quan về kết quà thực nghiệm)

Phản A : Vật liệu VũaaCu3O?-y If

A,1, Cấu trúc tinh thể [0

A.2 Tinh chất điện của vật liệu 1:2:3 17

A.3 Mật độ dòng tới hạn (Je) 19

A.4 Tinh chất từ cha vật liệu 1:2:3 21A.5 Nhiệt dung, hiệu Ứng đồng vị và gia trị 27

các thông số vi mô của vật liệu 1:2:3

A.5.1 Tinh chất nhiệt, nhiệt dung 27

của vật liệu siêu dan 1:2;3

A.5,2 Hiệu ứng đồng vị 30 A.3.13, Các thông số vật Ly vi mô khác

A 43.I Khe ning lượng.

2.1.3.2 BO dài thấm sau (A) và o> dài koe op

(8) cha vật liệu situ dan nh'à:

loại 1:2:3.

Phan BE: Ảnh nường của việc thay thể cặc ion 3A

lên cae tinh chất vat Iv của vat liều situ daa

nhiệt độ cao loại 1:2:3.

Bf Ảnh hường của việc thay thế các ion 25

` * “+ # ot

vao vi tri của Y và Ba Jén tinh chai situ den

của vật liệu 1:2:3

B.1.1 Hop chất RBazCu307-y

(R lă cắc nguyín tố đất hiếm)

B.1.2 Thay thế Y va Ba bằng câc ion

có hoa trị tương đương vă không tường ducne.

B.2 Ảnh hưởng của việc thay thế cac ion

vao vi tri cha Cu trong vật liệu 1:2:3

n.1 Thay thế văo vị trì cla ion OxyChương if : Cằig nghệ chế tạo vật liệu siíu din too,

ve câc phương phap nghiín cứu.

T Công nghề chế tạo vật liệu.

1.1 Vai nết về câc phương phâp che tao

tật liệu siíu dan nhiệt độ cao foai f:2:3

Ì.2 CHẾ tạo vật liệu siĩu dan nhiệt độ cao

bằng phương phap gốm.

I.# Thiết bị ree mẫu.

If Cac phương phap nghiền cứu vật liệu.

11.1 Phan tich cấu trúc bằng nhiễu xa tia X

TI.2 Phíp do hệ số từ hoê xoay chiều (Kae)

Tr 2.4 Nguyĩn ly phĩp do

71.2.2 Mí tÔ thiết bj va phương phap do.

r¡.2 Puíp đo hệ số tỪ hod tink dùng 6° KẾ sasIf.# Hỉ do điện trỡ bang phương: phầp bến och

‘ 4 ‡ *

-Cương (LlÌ + Che ushisa citu về VRE Tiệu ge Fi 2

Fï1.1 Anh hướng của môi trương Ya CNOD niún

111.2 Ảnh hường cha qua trình xử lý nhiệt

lờn tinh chất cla vật liệu thông qua phép docộng hưởng từ điện tit (EPR).

III.31 Cac nghiền cữu khac thực hiện

trên he vật liệu 1:2:3

? 5 F ¿ ` ;

III.4 Anh hưỗng của việc thay th® Clo vie wih tri oxy

lên tính chất siêu dan cha vật liệu Vaeoeu ses,

L1i.ð3, ÑẾL luận chương ITI

Citữững TƯ : Ảnh qưỡn: cha việc thay thé Ma ve Fe

lên cae tinh chất cha vật liệu 1:2:23.

1V.,1 Hợp chat ¥Ba2 (Cur-xMnx )307-» với 0,0 s x %0,3.

1V.1.] Cấu trúc tinh thể

TV.1.2 Hệ sé từ hoa xoay chiều.

IV.1.3 Biện trỡ cha mẫu YBa2 (Cui-xMnx )3O?-y.

TV.i.4 Thao luận.

IV.2 Hợp chất Yi-xMnxBazCuaO?-yv với 0.0 £ x Si.0.

IV.2.1 Cấu trúc tinh thể

IƯ.2.2 Hệ sd từ hoa xoay chiều cia che hiv

chất Yr-x* Mnx Baz Cua O7- và.

IV.2.J3 Biện tr của hệ mẫu Yi-etine Gà CoxÐ2—v.,

1,2,4 hầu luận kết qua.

IV,3, llựp chất Baz (Cui-xFex )3O:-y (0 S x š 0Ð},

f,2.1 Cấu trúc tinh thể,

IƯ.3, Hệ số từ hoa xoay chiều eda húp chàt

VBa»3 (Cur-x Pex )307~y

IV.3.3 Bien tra cha mẫu VHa2 (Cur-» Fex }1Ø2~yv

106

IV.3.4 Thho luận kết quả.

1V.4 Thko luận chung.

IV.% Kết luận chương IV Chương V : Cac tinh chất của hợp chất Eri-xCuxBazCu3Ó2-y và

Eri-x Cux Da2a Cua3aOs+y.

V.1 Cấu trúc tỉnh thể.

V.2 Hệ sd từ hoa xoay chiều.

V.3, Biện trở

V.4 Phép đo hệ số từ hoa tinh

V.5 Thao luận kết qua

NO BAU.

Hiện tượng siêu dfn do nha vật lý người Halan Karmerligh Onnes

phat hiện vào nằm 1911 khi nghiên cứu điện trở của thuỷ ngân ở

vùng nhiệt độ Heli lông Trong bài báo của mình [70] ông đã mô tả

rằng điện trở của thuỷ ngân ở 273K là 172,7 9, đến nhiệt độ đông

đặc (124,6K) giá trị này giảm đi còn 39,7 9 Tại nhiệt độ 4,3 &

điện trở của mẫu chỉ còn là 0,084 9, và khi mẫu được làm lạnh

xuống 3K thi giá trị điện trở chỉ còn 1h 3.10” 9, giÂm đi vào

khoảng mười triệu lần so với giá trị điện trò È 272K Tới 1,5R pia

Lrjị điện trữ nhỗ đến mức không còn đo được nữa [S2t fie hiện tungnày được phat hiện bằng phép đo điện trở nân được ude ten Là hiểu

tudes si@u dan Vật liệu cô tình siêu đến được søi Th vat liệu

siêu dến Trang thải điện Liỡ hang không củi vật liều gại la Trạng

thái siêu đẨn, Nhiệt độ mà tại đô vật liện chuyển Lit trạng thải

thường seng trang thai siêu dfn gọi là nhiệt độ tới hen (Te) hay

nhiệt độ chuyén pha VỀ sau nay, hiện tượng siêu dấn không chỉ tìm

thấy ở thuỷ ngân mà còn được quan sat thấy ở rất nhiều chất khắc trong bằng tuần hoàn cấc nguyên tố và hàng ngần hợp kim và hẹp

chất khắc nhau Cho đến nắm 1985 nhiệt độ chuyển pha cas nhất tìm

được ở NbaGe [32] là 23,3K, nghĩa là muốn sử dung che chất siêu

dẫn phải sử đụng Heli lồng, một chất lông rit đất tiển vi dieu

kiện lam việc cũng rất phức tạp Cac chẤt situ dẫn tein đước gói

là siêu dẫn nhiệt độ thap

Năm 1926 J.G.Bcdnorz và K.A Muller /14J phá: hiện thấy chất

gồm bao gồm che oxyd La, Ba, Cu bar đổJ chuy£‹ san trang thai

`

ed ‘w * F ; ‘f wy Pore cay “ _ s>t, 2

sifu đân khi duge ian lạnh xuéng d&n ahtei co chin hon JS Kham

3 = v — 8

-phá nay dẩn đến sự ra đời cha một loạt các vat liệu siêu ban phi ds

độ cao dang gốm Dầu năm 1987 R.J.Cava và tốc cộñg 3M (isa Thay

ing cla ấp suất

knéc trên vật liệu LebBaCuO là việc chỉ ra ảnh h

lén tinh chất siêu cẩn cha Chu và cộng sự [22] Kết qua cho thấy

với vật liệu La-Ha-Cu-9 (Te=36K), giá trị dTe/dP là 0,63K/kBar,

14: hơn 100 lan so với giá trị của các hợp chất siêu dấn nhiệt độ

thấp Với kết quà này người ta cho rằng cé thé nâng cao nhiệt độ

Te nhO vào áp suất nội tại (tức là thay thế một ion nào đố trong hợp chất bằng ion có bán kinh nhỏ hơn) Bau năm 1987 C.W, Chu và

các cộng sự [108] công bế kết quả về vật liệu có nhiệt đê tT ủ

vùng nhiệt độ Ni tơ lông (77K) BO lÀ hợp chất gốn của các ast ytri, bari và đồng [108] Các nghiên cứu tiếp theo Ah xác định được chỉnh xắc công thức của hợp chất là VHasUunaG/-v (761 ne ol

(gọi tht là vật liệu 1:2:3) Vat liệu 1:2:3 đơn pha sẽ tt 89h và

giá trị Te phụ thuộc rất mạnh vào các chế đà Lạc máu, Saw kiuẩu thả '

ela C.W Chủ, iĩnh vue nghiên cứu siêu đổểu ghiệt đồ tao thoy BẾP an

chu ý của mỘộit eG tau các phòng thi nehis Liên the giới, Các

ae ` «af h , sin Par

nghiên cứu nhằm tiw kiểm các vật liệu méi có nhiệt GO Te sao han

+

và iải thích cơ chế cha vật liệu.

Năm 1988 Maeda và cộng sự công bố vật liệu Bi-Ca-Sr-Cu-O ch

nhiệt độ Te # 120K [64], song hiện tượng nghịch từ được quan sắt

thấy chi ð nhiệt dO thấp hơn 110K Cùng nim đỗ Hermann và cộng sự

da công bố vật liệu cô công thức hoá bọc rit pan với vật tiệu được

, ` # 7

Macda Lim ra, dO là vật liệu Tl-Ba-Ca-Cu-0 The giề blu tẤyU aut

eidm điện trở ở nhiệt độ 140K những hiện tượng ñphịch từ của vật

liệu chi được quan sát thấy @ nhiệt độ thấp hơn 1I8K [85] Vào năm

1993, một số các Lắc giả đã đưa ra các kết quả nghiên cứu trên vii

liệu HgBazaCuOa+y cho nhiệt độ Te vào cd 120K [79,83,31].

Nội dung của bản luận án là một phần các nghiên cứu tại phòng

thi nghiệm Vật lý Nhiệt độ thấp trong khuôn khổ để tài cấp nhà

nước thuộc chương trình vật liệu KC-05.

Neoai phần mở đầu bản luận an gồm các chương

Chương mỘt : Trinh bày các kết quả thực nghiệu tôi bap chế!

¡12:3 bao gồm hai phần :

Chương hai : Trinh bày về công nghệ chế tao vật liệu siêu dân

loại 1:2:3 va cốc phương pháp thực nghiệm được si dạng ae nghiên

Chương ba : Trình bay cae kết quả thu được của cặc nghiền efin

về ảnh bưởng của công nghệ (môi trường và thời gian xf lý hia.)

+ ‘ se 5 ˆ ]

lên tinh chat cua vat liệu,

` ,

chương bốn : Trinh bay kết quả nghiên cửu tran cÁc hệ vật

liệu : YBazCu307, Yi-xMnx Ba2Cu3O1~y ; YBa2 (u]-xFex }307-+ liêu

VBaz (Cur-xMns)a o7-y

Chương afm : Trish bay cae kết qué nghiên cía thực hiện trên

hệ vật liệu Eri CuxBa3CuaxOQ7-y.

` ` RA; wer 4 4 ° ‘ Sau cùng lá phẩn kết luận và tai liệu thaw khan.

- 10

-CHUGNG ¡ : AU TRUC TINH THỂ VA CAC TÍNH CHAT VAT LY

CUA HOP CHAT STEU DAN NHIỆT BỘ CAO LOẠI 1:2:3

(Tổng quan về kết quà thực nghiệm)

“ * ˆ

PHAN A : VAT LIEU YBazCu3O7-y

A.1 Cấu trúc tinh thể

Cac kết qué nghiên cứu nhiễu xạ Ron ghen và nhiễu xa điện từ

cho thấy vat liệu YBazCuaO1-y cố cấu tric Perovekit với trục © wan

pap bu lần hai trục kia (a và b) 0 mang od of! cha vat liện ds 2:3

tdc Ga ra tréa hình 1 Trong chu trúc PerovskiL lŸ tường loại

uo, of hai vị trì cho cae ion đương, Vị tri A năm ở tam eta các &

cho can len dveng có hich tlotve nhỏ hes naa tại thar ete KhÔiI tâm

mặt sôi Liền, frong hộp chẤt 132:3, cae ion cố kieh thước bin hơn

jon Y và Pa go ce xu hưởng chiếm vị tri A, con fon Ca nhỏ hen sẽ

: : ‘ , =i ‡ đừng [3

chiếm vj tri B De công thức của cấu trte Perovskit lý tưởng là

ADO3, nên nếu thes đứng cấu trúc lý tưởap phải cS 9 ion oxy trons

s¢ cô 8 ion oxy nếu tất cả các ion Cu đều cô hoá Li

6,5 hoặc 5 nếu các ion Cu tương ứng có hoá trị 2+ hoặc I+ Các số liêu nhiễu xạ Ron ghen cũng cho thấy ion Y cht cô 8 ion oxy ở lân

cận chi không phải 12 như nỗ phải có trong cấu trúc Perovskit lý

tưởng Hiện tượng thiểu oxy củng được phát hiện trên cae mắt chữa

Ba Như vậy vật liệu 1:2:3 cô cấu trúc orthoihombie lÀ biến đạn” của cấu trúc Perovskit lý tưởng đã nổi ở trên Wink 3 due za sấu

vị try CHÍ2Z} fa luồn cô định, tức là cỏ hệ sẽ chiếm chỗ fuén là !

loa oxy Ở vị tei O(2) và O(3) cùng với ion Cu & vị tri Cul2) too

L4

h " , * 9

nón wat câu trúc co dang mặt phẳng Trong một 6 cd sở cê hai mẠẬI

phẳng CuO, noi trên Vị trì O(1) không phải luôn được tấp đẩy boài toàn Oxy ở vị trì O(1) và Cu(l) tạo nền một cấu trúc co dune

là 6,91 (xem bằng 1) Theo nhiều tác già, Vị oe 0(1} tà vị trí

quan Trọng nhẤtL trong số 4 vị tri ete ion oxy vi tì in eh sual

lấp đầy hoàn toàn hoặc một phần dấn đến sự thay đổi của néng Độ

oxy trong mẫu : khi vị tri O(1) được ion oxy lấp đẩy hoàn toan

công thức hợp chất là YBa2Cu307 và khi vị trí này trống hoàn toàn

công thức hợp chất là YBa¿Cu4O6.

Cull)

-O(1)

O(4} OC2)

OCA)

hằng 1 : Cae thong sd cha cấu trie orthorhombic cha hợp chất

YBa2Cu306,91 với a = 3,82030A, b = 3,88548A, c = 11,68349A ( x.y,

z la toa độ của ion theo đơn vị hang sd mang) [107].

Cac công trình nghiên cứu xắc nhận rằng tỉnh chất siêu din

của vật liệu phụ thuộc vào các cấu trúc cô dang löp và chuối của

Cu va oxy.

Nhu đã noi ở trên, vị tri O(1) trong mang tinh thể khong phải

luôn được tấp Gay Bộ idp đẩy của vị trì này phụ thuộc rất mạnhvào công nghệ tạo mễu, do đồ cấu trúc tỉnh the cũng phy thuộc anh vào công nghệ Khi độ lấp đầy của vị tri O( 1} giam, tue là nồng độ

oxy giảm, giê trị hÌng số mang thay đổi Sự phụ thuộc của giá trịhang số mạng vào thành phần oxy được md tà trên hình 3 Nhận thấyring chuyển pha cấu trúc orthorhombic - tetragonal xây ra ở thànhphần oxy là 6,4 đến 6,5 tương Ứng với vị trì O(1) được lấp đầy 40% [46| Các thông số cd bẫn của cấu trúc tetragonal được liệt kêtrong bang 2 CÁc số liệu trong bảng cho thấy ở cấu trúcTetragonal quả thật vị tri O(1) là trống.

Bing 2 Các thong số cơ ban của chu trúc tetragonal ¢ tree 1!

chất YBe2CusO0s voi ach=3,8576 A” và cz1l,6124 A” fs, gi 2 là tag

độ trong doa vi hằng sé mang) [82].

‘ Vị tri O(3) trong cấu trúc tetragonal và vị tri (2) trong

câu trúc orthorhombic là tương đương.

+

Một vấn để đáng được để cập đến đó là chuyển pha cấu irte

orthorhombic - tetragonal của vật liệu ở nhiệt Ủộ can Tình 4 mô

tA giá trị hằng số mạng phụ thuộc nhiệt độ của wiu oune tròng cácE :

moi trường khie nhac,

Hinh 4 Đổ thị biểu diễn hằng sÐ mang phụ thuùòc nhiềt đề cha

cac mẫu nung trong cac điều kiện mòi trường khâc nhàa reo]

Nhận thấy chuyển pha cấu trúc xây ra ở ving nhiệt độ vàokhoảng từ 500+7007C phụ thuộc vào ấp suất của môi trường Nhiệt độchuyển pha giảm khi giảm áp suất môi trường oxy nung mẫu Cácnghiên cứu cho thấy chuyển pha có liên quan đến sự mất oxy của

alu, bắt đầu xây ra ở nhiệt độ 3002400°C, thể hiện ở su giảm khối

lượng của mẩu song chuyển pha cấu trúc chi bắt đầu sự mất oxy xây

ra rất mạnh mẽ Kết quả nhiéu xạ No tron khẳng định tang chuyển

pha trên do sự thay đổi nồng độ oxy & mặt phẳng day của mặt chửa

các chuối CuO năm giữa cAc ion Ball6] Sự phụ thuộc obiệt độ của

hệ số chiếm chổ của các vị tri O(1) vA O(šS) dược biểu điển trên

chỗ cha cae vị tri O(1) và O(5) trên mặt phẳng day (ket quả cau

được khi nung miu Ở ap suât 1 at.) [47].

A 4 ® 4 d ` ,

Nhu vậy hiện tượng mất oxy cba mẫu chủ yếu fA di ayy

LỨ Vị tra G(1) (0,.1/2,0) dan đến sự giẦm Gt ngật của xiá cịíi

a“

ở nhiệt độ phòng, thể hiện ở giá trị khác không của hệ số chiếm

chế của vị tri O(5)(xem hình 5), kết quả lam giá trị a tăng đột

ngột (xem hình 4) Như vậy oxy ở trạng thai trật tự ở nhiệt độ

phòng đã chuyển sang trạng thái mất trật tự ở nhiệt độ cao Chuyển

pha cấu trúc nói trên thuộc loại chuyển pha trật tự - mất trật ty.

Như đã nói ở trên, các ion Cu và oxy đóng vai Lro quyết định

giá trị Te Các ion Y và Ba chi là các ion liên kết trong cấu

trúc, Tuy nhiên không phải một ion hoá trị 3+ bất kỳ vA một lon 2:

của oxy thể hiện rõ nhất & chổ các tỉnh chất vật lý che vật liệu

phụ thuộc rất mạnh vào nồng độ oxy trong mẫu Vi dụ như ở sy thay

+

4éi của Te theo nồng độ oxy được biểu điển trên hình 6 Cô thể

nhận thấy rầup giá trị Te là gần như it thay đổi trong vùng nồng

YBazQuy0g ,

600 500 400

Ninh 6 : ta tr{ phiệt độ Te và nhiệ: dạ chuyên pha phan sat từ 1

phu thuộc veo rong độc oxy trong mau 1:72:11 [107].

=_— — %

(

độ từ 6,9 + 7.0 Tiếp tục gidm nồng độ cay, pin Lrị fe giấm đội

` ae * ` hd d te 7 “+

ngột tới gié trị vio khodng GOK vA gfn she tuôởng đổi trong khoản

nồng độ oxy ti 6,55 + 6,70 Khi nồng độ oxy nhờ hon 6,5, Ve piểm,

hiện tượng siêu din hoàn toàn biến wat Ở lông đệ oxy vào khoảng

của néng độ oxy lên tinh chất từ sẽ được để chp đến tranz mục

&.4 : Tinh chat từ của vật liệu 1:2:3.

A.2 Tinh chất điện của vật liệu 1:2:3

an

Điện tc¥ cha VẬI liệu siéu dan nhiệt độ can loại rủ 3

là

trạng thai thường fT > Te) thể Hiện tình kim loại, biên Ooi gân

như Luyên tình theo nhiệt độ Khi nhiệt đệ pm a vaŸn® thấp tea 7

10% điện trở tai Te VGi cae mẫu đơn pha 1:2:3, OTe # 1 + OK.

fac mẫn siêu dan nhiệt độ cao 1: 2:3, thông thường các kết quà dc

,

điện Lzở phụ thuộc nhiệt độ được biểu điển dưởi dạng điện LrÖ rất

gọn P(T)/R(300K) Thông số đặc trưng cho tinh kim toụi ela vẬI

mc? crn}

lẻ + 4

Dién tro

QxV

giÁá trị E(300K)/#(!00K) và ATe cũng phụ thuộc mạnh vào néng độ

trong mấu Hình 7 đưa ra dO thị điện tr? sủa che mẫu co nồng

oxy khẮc nhau (a) và đổ thị sự phụ thuộc nổng độ oxy của độ rộng

vùng chuyển pha Ate (b).

+

Cúc đường cong cho thấy độ đốc của đường điện trở phụ thuộc nhiệt độ gidm dẩn khi nồng độ oxy giầm Với hai mẫu cd nồng độ oxy

là 6, 76 và 6,78, điện tr’ của mẫu thể hiện tinh ban dẤn, điện trở

tăng khi giảm nhiệt độ (Ờ T > Te) Với mẫu cô nồng độ oxy là 6,72

điện trở của mẫu lại thể hiện tình kim loại KẾt quÃ_ nay là kha

mầu co nông độ oxy khac nhau [77]

b PS thị độ rộng vùng chuyển pha 4Te phụ thuộc nồng độ oxy

7 i TP

phù họp với giả thiết cho rung cô hai pha siêu dẫn với nhiệt đệ

Te là 90K và 60K Khoằng nồng độ oxy 6,76 + 6,78 tA vùng chuyển

`

ws : 2 v `

giữa hai pha này, vi vậy độ rộng vùng chuyển pha thing đột ngột và

’

đường điện trở phụ thuộc nhiệt độ cũng co dj thường, Ket quả do

điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ theo hai HưƯỚng sonz song với

~ 198

-M + ‘ a,

trục c (ec) và song song với mặt phẳng (ab) (sat) được đứa ra Liên

100 ean Giá trị 9a» giấm gần nu

ta

hình 8 Tại nhiệt độ phòng $c

tuyến tình theo nhiệt độ, trong khi đỗ $e Lhể hiệu tỉnh pan dâu

trong vung Te < T “ 200K vì vật liệu có ¢fu tre lớp thee mol

, x

cac kẹt

phẳng (ab) [101|, Che nghiên cứu hiệu (0q Hal! cing đứa ca

qua về tinh dị hướng của vật liệu 1:2:7 Điện trừ Had) trong mit

!

B

0 100 200 400

Nhiệt độ (K)

-Hish 8 : BO thị mô ta điện tro suất phy thuộc nhiệt dà vận

12:3 theo cac phương tĩnh thể khâc nhau (tan va ve) [1011

(ab) ((Ru)}atw} gan như it thay đổi, trong Khi pia trị thee trục ec

`

j i ‘ : TÊN 1 Ạ a

({Rije} lại tũng rat mạnh va gidm đột ngột & viap chuyển pha

¡?7Ö1].

A.3 Mật độ dòng tGi_ hạn (Je)

Bên cạnh gia trj Te mat độ dong tới hạn Je là thông số quan

trons quyết định mức độ va phạm vi ting dụng của vật liệu situ dân

#

Mật độ đòng tới hạn Je la giá trị mật độ dong cục đại vật liệu có

thể chuyển tai không mất đi tỉnh siêu dAn Ngoài ra khi dòng điện

chuyển trong chất siêu đẩn cũng sinh ra từ trường và chính tu

trường này củng gop phan phá huỷ trạng thai siêu dan C6 hai

phương phấp phổ biến do đồng tới hạn và do dé xác Gjnh mật độ dong

ti hạn, Phương pháp thứ nhất là de đường Ge trưng Von-Ampe.

Phương pháp này xác định trực tiếp giá trị dòng tối hạn truyén qua

toàn bộ mẫu, Phương pháp thứ hai do mô men từ theo hai chiều từ

trường ngược nhau và tinh Je theo mô hình Bean [13].

AM=Mo dJc /2

Với AM= M - My M và M là giá trị mô men từ của mẩu ở hai giá

Lrị từ trường cùng độ lỡn song ngược chiều nhau d là kich thước trung bình của hạt siêu dẩn trong mau.

t

Thông thường với cac mẫu gốm, các hạt siêu dẫn được bao bọc bởi các biền hạt không siêu dẩn, dong điệu chạy trong mẫu thực

chất là đòng xuyên ngầm thông qua hàng loạt che tiếp she » c.iều

dẫn - điện môi - siêu dfn Do đó mật độ dèn? Gi ban giữa cae hạt

gidm dang kể và cô giá trị vào ct 1a” A/ew & 77K Cade width

YBDu2Cu307 [45] Phương phân thứ hai, st dụng 0Œ Lien trans thai

cae hat làm anh hưởng vi vậy với cùng một oman gia trj Je đo được

cao hơn giá trị trên hai bậc Ở nhiệt độ 77 K [45],

Mật độ dong cha vật liệu 1:2:3 có tinh dj hưởng rh rệt, Hình

9 chi ra gia trị mật độ dòng tới hạn của vật liệu đo tại che điểm

nhiệt độ khác nhau phụ thuộc vào gia tej LÌ trường ngoài theo hai

phương vuông góc và song song với trục c Nhận thay giá trị Je thể

hiện tinh dị hướng mạnh ca ở giá trị Je (B=0) và cA dang điệu đươn?

cong Je(B) tới gid trị từ trường 36T

Trong trường hợp B//e gia trị Jc(0)

hơn giá trị Je(0) khi Ble Tuy vậy khi

trường lên Je lñ rẤt mạnh Trong khi dé

P n *

yén, hiểu như thong đẳng kể lên giá trị Je.

dòng téi han là có liên quan đến tinh dị

ra) B//c

,

trac

`

nhiệt độ đầu tan

anh hưởng của từ

khi phe thì ảnh hưởng rất

nghịch từ Điểm chuyển pha si

chuyển pha thuận từ - nghịch t

pian để xác định chuyển pha từ

liệu siêu dan

(Nac) phụ thuộc nhiệt độ.Ở

đương và cô gia trị rất nhd, vào cd iG

idan Ja

~1/4n trong hệ CGSE hay -1 trong hệ Sĩ tai OK.

tit hoá xoay chiều (X%’’ac) cũng cd di

chuyển pha BO thi mô tả

sự phụ thuộc nhi@t độ của phan thực

hệ số từ hea xoay chiểu được đưa ra

trên hình 10, Goldfarb và cộng sự [36] cht cho thấy phẩn Ảo của hệ

sẽ từ hoa xoay chiều có hai cực đại tại

10) Cac cực đại liện quan đến liên kết yếu

vùng chuyển pha (xem hình

được bao bọc bởi che biên hạt không siêu dan.

cÂm itng tt B tron

được thie hiện kh

nhỏ hơn một giá trị He (tu trường tới hạn) nào

[36] va He được đãnh giá vào cd 10° T ở 4,2E [58].

Trong các nghiên cứu tiến hành trong tit trường cao được Li và

cộng sự [58] cơng bố dã chi ra tính dị hướng của mê men tl theo

các phương tinh thể khác nhau Kết quả đo đường cong phy tiệc Lư

trườnp của giá trj mơ men t¥ được đưa ra trên hình 11,

iad đ awe i wake van x

-i LM can E MIR AES 2v nen

Hình i : Hường cong từ hoa theo cặc phương khác nhau của mặn

ddn tinh thể YUa+Cu3Oy tai 78K, 68K và 1,4k [58].

Giá trị mo wen Lừ theo phương song sone với true e ole | li:

, '

rat mạnh vao ttt trường ngoai, Trong khỉ đồ pit trị mộ wen th thar

phương vuâng sĩc với trục c phụ thuộc vào tt trườởpne thơng nhà Bo

A s 1 ` ‘ `

MƠ men từ giam va đạt gia Lrị eẩn nhứ bão hed khi tầng py tiưữà.

T { om ` ' A ky ` ` ` a

UV HIE mo meg bat tị yvune iy trương (hấp theg Pi\zane Jeng Ronse

với trục ở ia lờn hán rất nhiều số VỚI piv Lrị thee Ale VU na

và vuông góc với trục c Bang phép đo do điện trở phụ thuộc nhiệ!

độ trong từ trường ngoài, Moodera và cộng sự [65] đã xác định sy

phụ thuộc nhiệt độ của gia trị từ trường tới hạn trên (iez) Bd

thị mô tả sự phụ thuộc trên được đưa ra trên hình 12.

Ñ “ 4 4 4 , TẢ ' `

Kết quà cho thấy giửa hai phương tinh thể cô sự khác biệt của

pia trị He2 Các tác giả cũng đưa ra gia trị ngoại suy cho thay

giá trị Hcz(0) tương ứng theo hai phương song song và vnÔng foe

Hinh 12: Gia trị tu trường tới han trén (Hcz) phụ thuộc nhiei độ

đo theo hai phương song song va vung goc voi trục © (ket qué do trên:đơn tinh thể YBazCus07) [65]

với mặt phẳng (ab) JA 256T và 62T Củng bằng pludnap phíấp Lướng tu

Tajima và cộng sự đưa ra kết quả Hc(0) tương fing theo hai phương

song song và vuông góc với mặt phẳng (ab) là 250T và 30T [221, tiội

thông số có liên quan mat thiết đến từ trường tới hạn dd là đệ đi

kết hợp ÿ Moodera [65] dựa trên gia trị Hc»(0) ở OK, Linh tuận

giá trị § cho vật liệu 1:2:3 là §as(0)=23 A” !6š5| Hệ số Ai hướng

§an(0) /§c (0) = Hz2(nab)/Hc23(c)=3,6 Ket quả do Tajima 122] đưa ra

0 bẻ ‘ , F +

tà Šnb(0) = 35A và Ge(9) = 3,8 A Che tác gi [92] củng đưa ra

= 9s =

sự phù hợp lý thú giữa gia tri Ee(0) và khoảng cách giữa các mặt

CuOa-CuO là 3,9 A”, Với vật liệu siêu đẩn nhiệt độ cao, theo tổng

kết của Phillips [78] cho thấy cA ở từ trường H<iict hiệu ứng

Meissner chi đạt được 80%.

ps dài thém sâu (A) của vật liệu YBarCus07 cing được xác định

tả 3 oO

5 i" 1 wire 4 z

ƒ32] Giá trị » vào c J0 A và cùng thé hiện tinh dị hướng.

Malozemoff [16] chi ra giá trị Aab=l300 A” và he #4500 A’.

Một tinh chat khá đặc biệt của vật liệu YhazsCu3O7-v do la

Lộ

trang thai trật tụ từ của vật liệu của các mẫu co nổng độ oxy từ

6,0 + 6,4 (xem hình 6) Trong vùng nồng độ oxy nồi trên vật liệu

có cấu trúc là tetragonal và là chất phân sắt từ Các nghiên cứu

cho thấy trạng thai trật tự của vật liệu cõ liên quan đến cấu trúc

t

tưởng tậc là cặc dipol VÌ vậy cấu Liúc eh tỳ phần sit từ, he

nghiền cứu cho thấy nhiệt độ trật tự Ty cao nhất được vie định là

thoảng SOOK Khi tăng nồng độ oxy, giá trj Te giầm dần khi nông

độ oxy giằm tới vung chuyén pha cấu trúc Lelragonal ~

orthorohombic, Tr giảm đột ngột từ 300K xuống bing không (xem hình

0).

Khi tăng thêm nồng độ oxy, cấu trúc spin được mô ta như trong

hình 13b Theo Birgeneau [16] thì việc tăng thèm nồng độ oxy Lương

ric spin tu của VBa2 Cua Oo « Các ion Cu `

tron ké sọc ở lớp H Ava C la hai lớpchứa cae ion Cu các vòng tròn đen và trắng chi các ion cô spin

doi song song.

b Một câu trúc spin khac cha VHazCuaOasx VỚI x khac khong [16].

đương với việc các ion cu‘ chuyển hoa trị thành cụ? Biểu này

làm xuất hiện che mô men từ tăng cường Ở lấp BW (xem hình 13) Mỗi ion trong lớp B luôn cô xu hưởng tao chp phần sắt từ với che ton

Cu gin nhất ở lớp A và Cc Tuy nhiên spin của che ion ca?” tron”

lớp B la trực giao v4i cae spin của che ine Cu2+ trong che lấp a

và C VÌ vậy dẫn đến một điều là tương the chp A-D-C là SAL từ

[l6] CÁc thăng giảng trên cô thể giải thịch việc giẦm của Ty khỉ

tăng nồng độ oxy Biểu nay cũng dẫn đến sự giảm cha md men tit, Bid

trị lữn nhẤt được xúc định với YBasCuaO« là piers = 0, 66un/ (ddan vị

công thức) Theo Lynn và cae cộng sự [61] thì chỉnh che ion cu @

lớp B tao nên một trật Lu phan sắt từ và một nhiệt độ trật ty Two

khắc với gia trị Tw nói trên,

A.5 Nhiệt dung, hiệu ứng đồng vị và giá trị các thông sé vi md

của vật liệu 1:2:3

A.5.1 Tinh chất nhiệt, nhiệt dung của vật liệu siêu dẩn 1:2:3

Tình chất nhiệt của vật liệu siêu dẩn nhiệt độ cao là mệt trong những tinh chất được quan tâm nghiên cíu, trong đô nhiệt

dung là đại lượng được chú y hơn cả Đây chỉnh là phép thử để xem

rs

lý thuyết siêu đẩn BCS có thể ap dụng để cihi thịch niệo Lượng

*

#

niên dan mdi hay không Với các chất siêu du nhiệt độ thấp, nhiệt

dung của vật liệu ở hai trạng thai thường và siêu đẩn được mo 14

như trân hình 14, tai điểm chuyển pha, nhiệt dung co bước nhẪÃv rõ

rét.

Nhiệt dung của vật ran không từ tinh gồm hai phần dong góp,

sẽ @ L¿ ` *

3 "Ấ, &

dong góp của mạng và của điện từ tự do C=ÝT+ BT với phan

tuyển tinh là phan dong gop của điện tl ty do, thành phẩacủa mane

tỉnh thể Bước nhảy nhiệt dung được liên hệ với gia trị từ Lrường

tới hạn He theo công thức

AC(Te) / Te = rB = ((dHe/đT) 2+7" CLEA Ÿ.

với r là hệ số chuẩn BCs Với vật liệu siêu dấu, piiệi dụng của

điện tử siêu din ở vùng nhiệt độ T<Tc giảm theo quy luật ham yn;

Ces = Aexp(-2AÁo/kpft)

với Às là giá trị khe nang lượng ở OK.

Hiểu thức xác định bước nhảy nhiệt dung theo lệ thuyết pes

AC(Te) = re

r= 1,43 nêu tương tac là yếu và r = 2,5 VỚI Lương tác mạnh,

Ba có một số tác gid phat hiện được bước nhảy nhiệt dung tại

Pe | 4

‘

diém chuyén pha cha vat liệu 1:2:3 Tuy nhiên gia trj bước nhẫy

£{millsoules/mols - K}

Hình 14 : Nhiệt dung của AI ở trạng thai thường và situ dan

[11].

nhiệt dung là nhỏ so với giá trị nhiệt dung tại Te KẾt quả được

đưa ra trên hình 15 Ba số che tac giả đều chi ra giả trị ACp/ Te

= 1,23 trong các chất 1:2:3 [35] Gia trị này gần với gia trị 1,43

của 1% thuyết BCS.

Ngoài nhiệt dung, cô hai đại lượng nhiệt cũng được xấc định

đó là độ dẫn nhiệt và suất điện động nhiệt điện của vẬt liệu sics

din nhiệt độ cao Bộ dấn nhiệt K được định nghĩa

K = Cv L/3

a `

với © là nhiệt dung, v và L tương ứng là vận tốc trung bình và

quảng đường ty do trung bình của hạt mang nhiệt (điện ttt hoặc

phonon) MỘI cách tổng quát

nhu vậy khi đo độ dẩn nhiệt của vật rắn có thể thu được những

thông tin dang kể về tương tác git hạt tAi và mạng tinh the.

Hinh 15 : ĐỀ thị mò tà C/T phụ thuộc nhiệt độ cha mẫu đa tỉnh

thể VũnaCu3O? F48}.

pa din nhiệt K của vật liệu siêu dan nhiệt độ cao loại 1:2:3

cũng được một số tac giả xác định Kết qua đồ thị K phụ thuộc

nhiệt độ được đưa ra trên hình 16 Giá trị K của vật liệu 1:2:3 cô

dj thường ở vùng Te va sau đỗ giằm về không ở OK Bường cong trên

hình 16 la dụng đặc trưng của phụ thuộc nhiệt độ của gia trị K cho

các loại vật liệu siêu dfn nhiệt độ cao

Howson và các cộng sự đã công bố các kết quà nghiên cứu sual

điện động nhiệt điện [43] Cac tac giả chỉ ra một số dj thường của

suất điện động nhiệt điện S ở lân cận vùng nhiệt độ chuyển pha.Nghiên cứu các mẫn được chế tao với những qui trình khác nhàn, tae

Hình 16 : Bồ thị mồ tà độ dẫn nhiệt K cha vai liệu siều dẫn

nhiệt dp cao phụ thuộc nhiệt độ [48].

Cũng như cic tinh chất khác , các đại lượng nhiệt cũng c6

tinh dj hưởng rõ rệt Kết quả đo nhiệt dung trong từ trường ngoài

theo hai phương song song và vuông goc mặt phẳng (ab) cho thay từ

trường tác dụng theo hai phương khắc nhau ảnh hưởng khác nhau đến bước nhảy nhiệt dung [18] Hagen và cộng sự [37] công bố kết quả

nghiên cứu độ dfin nhiệt K và phát hiện thấy tinh dị hưởng Ở lân

cận Tc, Kab cô dj thường, song dj thường này không được quan sắt

vỡi M là khối lượng của các ion trong hợp chất Hàng loạt cic kết

qua nghiên cứu về mối liên hệ giữa giá trị Te với sự thay đổi che

ion đồng vị của vật liệu 1:2:3 da được đưa ra [i2,42,59,20,72].

-2, 8.10 : dan gia Lrị vao cơ 12 10 Trong cac nghiên citu về

hiệu ứng đồng vi, chủ yếu sử dụng các ion oxy và Cu đồng vị thay

vào chế ion oxy va Cu thường.

Các nghiên cứu cha Ott và cộng sự [72] đưa ra kết quê đáng

1 1

ngạc nhiên Khi thay thế ie) cho 6 thông thường, nhiệt độ chuyển

`

pha Tc giâm tới 59K BO thị kết quả đo điện trở phụ thuộc vào

nhiệt độ của các mẫu chữa dear 0 được đưa ra trên hinh 18.

(SS a -ằ——

od 100 150 200 50

Nhiệt độ (K)

liïnh 18: Bd thi mô tả ÿÿ Phụ thuộc nhiệt độ cha gia trỷ điện

trở của cac mẫu cô nông độ O khác nhau [72].

ứ: M ,

Cho đến nay việc khang định hiệu ứng đổng vị trong vat liệu

yRa2Cus07 là van để đang được quan tâm và nghiÊn cứu,

A.5.3 Các thông số vật lý vi mô khác

A.% 1.I1 Khe nang lượng.

Par N 4 + , + sa Por

Theo iy thuyét BCS phổ của các chuẩn hat ở trang thấi siêu

din được đặc trưng boi một khe nang lượng A(T} Bai lượng nay theo

ly thuyết BCS được xúc đỉnh vào cỡ 1,76kTe tai WOK Khi Ghiet độ

thay đổi, A thay đổi theo hầm tk lệ (1-r/e)'? z

trị khe năng lượớog A cô thể xác định được từ các (hye nghiệm 0+

Nhiệt dung dite từ Ở vùng nhiệt độ chap hiến đổi thea quí pan

exp(-A/kT) với T << 72; do độ hấp thy bite xạ dite it vA bane phép

do hiệu ứng chui ngầm Theo ly thuyết BES th số 2A/kTe = 4,5 eho

các chất siêu din nhiệt độ thấp Vậy vật liệu siêu dẩn nhiệt độ

kết quả thực nghiệm nhằm xắc định giá trị 2Â/kụ

siêu dén nhiệt độ cao loại 1:2:3 Các kết quả chỉnh được liệt kê

trong bằng 3 Nhận thấy rằng giá trị 2A/kựfc xác định cho vật liệu 1:2:3 là rất khắc nhau và khắc nhiều với giá trị của siêu dẩn

nhiệt độ thấp Đặc biệt Kirk và công sự [53] đưa ra giá trị 13 là

rất lớn so với giá trị 3,5 của siêu đẩn nhiệt độ thấp.

Và cũng như các đại lượng vật lý khắc, khe năng lượng cô Lĩnh

dj hướng theo hai phương song song và vuông góc với trục c Két

quả được liệt kê trong bang 3.

A.5.3.2 Bo dài thấm sâu (A) va độ dài kết hep tỳ) của

vật liệu siều dẫn nhiệt độ cao loại 1:2:3.

oo ` sị + 4 ˆ

Gia trị Au vào khodng 10 A” cho vật liệu siêu dần nhiệt độ

cao loại 1:2:3 Stroumbos [89] nghiên cứu trần maw định hướng phat

hiện thấy è la khắc nhau giữa hai phương song song và vuông góc

foe a! ` o eg Ễ ° ` ` a

với trục c TỶ số Xc/Àab * 5 và Àab # 2200A Gia trị này ta lớn hơn gia trị do #arshman và Uemura tìm ra bling phương phap cộng

hưởng p-mezon là hav # 1400 A" (số liệu được dẫn ra trong [78])

Ginsberg [34] tổng kết các kết quả xác định For cho thấy gia

a

trj ce vào khoảng từ 0,5 Ao - 30 A*, phu thuộc vào phương phap

thực nghiệm và điều kiện của mẫu Giả trị Sen của vat liệu 3:2:3

là vào cd kích thước 6 mang, nhd hơn rất nhiều so với giá trj của

siêu đẩn nhiệt độ thấp là vào cổ 102A°,

PHẨM Ð : ANH HUONG CUA VIỆC THAY THỂ CAC ION LÊN CAC TINH CHAT

VAT LY CUA VAT LIBU $IÈU DAN NHIỆT BO CAO LOAT 1:2:3.

Mục dich của việc thay thé các ion trong các hợp chat 1:2:3

nhầm làm sang tò các vấn đề sau

ont „ 4 , , * * ` + * a +

+ Hiểu ro vai trò các ion và vai trò các vị trì của ion trong

cấu trúc tinh thể trong việc tạo thành trạng thai siêu dain.

+ CAi thiện tình chất cha vật liệu và tìm ra chất siên dan

+ Gop phần làm sang tô cơ chế siêu dẩn nhiệt đệ can

} -á Lộ h ` * a `

B.1 Anh hưởng của việc thay thể các ion vào vị trì cha ¥ và Hà

lên tình chất situ din cha vật liệu 1:2:3E.!.! Hdp chất RBazCuaO:-y (R là các nguyên tố đất hiểm)

Các Kết quà chỉ ra cho thấy hợp chẤt E0azCu3Or tổn tại với

hẩu hết các ion đất hiếm trừ Ce va Tb [34,95] Việc không tạo pha

với Ce và Th được giải thích là do các ion này cô hoá trj 4t [15].

Trong số tẤt ch các hợp chất RBazCuaO? Lạo được, duy nhất cht cá

`

'rRazCuaO?-y là không cô tinh chất siêu dẩn 3 nhiệt độ thấp [24].

Trong hợp chất tao thành, Pr tổn tại & trang thai hoá trị hẳn hợp.Chi có 10% sô ion Pr cô hoa trị 34+, 90% còn Inui tần tại & hok trị

36

-đo hệ số từ hoá lại dấn đến kết qua là Pr phải có hoá trị 4+ [56].

Các nghiên cứu đều khẳng định rằng khi Y được thay thế bằng

các đất hiểm khắc, cấu trúc của hợp chất vấn là orthorhombic, tuy

gia trị h&ng số mạng có thay đổi chút it với các ion đất hiếm khác

nhau, Kết quả của Le Page [74] cho thấy thé tích 6 nguyên tố giảm

đi khi tăng số thứ tự nguyên tố đất hiếm thé vào chổ của ion VY.

kết qua thể tich 6 nguyên tố phụ thuộc vào ban kinh ion của cic

ion đất hiếm được trình bày trên hình 19 Nhận thấy thể tich 6

nguyên tố tăng lên khi ban kính của ion R tăng lên Việc thay đổithể tích & nguyên tố là do sự co Lantanide của che ion đất hiểm,

Bấn kinh ion {A!

Hình 19 : Bo thi md th sự phụ thuộc thể tích & nguyên 1d vào

bàn kinh ion dat hiem trong hợp chất HBaazCuaO2-y,

Dựa trên việc ¡ân tích các kết quả do Turascen công bố [95]

,

“

Kistenmacher [56; nhận thấy rằng gia trị Te của các hợp chẤt đất

hiểm tăng lên khi thể tích ô nguyên t6 tăng Tuy nhiên một sé Lae

giả khác lại bac bộ kết luận trên va cho rằng mối liên quan gitta

Te và thể tich 6 nguyên tố là rất yếu [112,104] Le Page [74] đã

chỉ ra ảnh hưởng chỉnh của việc thay thế y bằng các ion đất hiếm

là làm thay đổi mạnh khoảng cách liên kết giữa ion đất hiếm với

các ion khắc KẾCt quê cht ra cho thấy khoảng cách R-Cu(2) này tăng

lên khi ban kinh ion R tăng, trong khi 46 khoảig cach Ba-Cu(2) là

không thay đổi với tất cA các ion đất hiếm khắc nhau Như vậy khi

thay Y bằng các ion đất hiếm cäc cẤu trúc mặt và chuối Cu-O bao

quanh ion Ba là không bj thay đổi.

Bằng 4 : Một sd cac thong sd thực nghiệm va tĩnh toán cha hệchất RBazCuaOz-y (với 0(100K) là gia trị điện trad suất & 100 K: Te hep`

wea

ATe là gia trị nhiệt độ chuyển pha và độ rộng vùng chuyén pha; Ses (0K)

la gia trị từ trường tdi hạn trên ngoại suy vé gia trị Ð OK; Ser là độ

đài kết hợp được tĩnh toan dựa vào gia tri We2) [68].

Kết qua nghiên cứu tỉnh chất siêu dẩn của vật liệu

RBaaCuaO-y bằng phép do điện trở được đưa ra trên hình 20 cho

= 38 ro

thấy gia trị T sẩn như không thay đẩi (trừ trường hợp La) Nhu

vậy ảnh hưởng của các ion đất hiếm khác nhau lên giá trị Te là

không đắng kể Các số liệu chủ yếu thu được trên hệ hợp chất

RBazCuaOz-y được liệt kê trong bằng 4.

0.2

ob 100 80 100 80 100 120

00D 100 100 10 120

” Nhiệt độ Tụ

Hình 20 : Giá trị điện trở tỳ đối phụ thuộc nhiệt độ của các

hợp chat RBuzCu3aO?-y với cac ion đất hiếm khắc nhau [62]

Trong hệ hợp chất RBazCuaO;-y với R là ien đất hiếm có từ

tinh, một yếu tố được nhiều tắc giả để ý là các dấu hiệu ảnh hưởng

của trường tinh thể Yếu tố đầu tiên được nhiều tác giả để ý là do

as 39 =

và tỉnh toán c’ thông số dựa vào hệ sẽ từ hoa X Hợp chất

RBazCu3O1-y với ion R có lốp vd 4f khong được lấp đẩy hoàn toàn,

hệ số từ hoa X được viết :

X(T) = Xo + C/(T-0)

Yo là phẩn không phụ thuộc nhiệt đệ và phan phy thuộc nhiệt độ

tuân theo định luật Curie - Weiss Từ các kết quả thực nghiệm xác

định sự phụ thuộc nhiệt độ của hệ số từ hoá X(T), giá trj mô men

từ hiệu dụng pert được tinh cho các ion đất hiếm trong hợp chất

aaCu3O?-y Kết quả perr tinh cho các ion đất hiếm khắc nhan được

đưa ra trên hình 21.

La Pr Pm Eu Tb Ho Tm Lu

Ce Nd 5m Gd Dy Er Yb

Hình 21 : Gia trị Herr cửa cac ion đất hiểm trong hợp chất

RBa2Cu307 Giá trị werr tinh theo qui tắc Hund được đưa ra để so

sanh (đường liên net) [62].

Nhận thấy giả trị pert là rất gần với giá trị tinh toán theo

qui tắc Hund Kết quả không thể hiện Anh hưởng của trường tinh thể C6 thể do hai nguyên nhân sau : Thứ nhất là Anh hưởng của

trường tỉnh thé là khác nhau theo cắc trục Linh thể Ket qua thực

nghiệm thu được trên các mẫu đa tinh thé nên đã bj lrung bình hoá

và vì vậy cô thé không thé hiện Ảnh hưởng cha trường tinh the; Thứ

=~ 6Ö <

hai là do Anh b Sng của thường Linh thể lên hệ sé từ hoá chl mạnh

ở vùng nhiệt độ thấp (T<50K) Kết quả thực nghiệm là phù hợp tốt

với các tính toán dự đoán kết quả của Furrer đưa ra trong trường hợp HoBazCu3O-y [28] Anh hưởng của trường tinh thể còn thể hiện

ở các kết qua thực nghiệm xác định tinh dị hướng từ của vật liệu Các mấu được chế tạo bằng phương pháp bột định hướng ở nhiệt độ

18 KOe MAu được định hưởng nhờ tỉnh dj

phòng trong từ trường H

hướng của hệ số từ hoá thuận từ Các hạt bột sẽ tự xoay sao cho

phương tỉnh thể có hệ số từ hoá cực đại sẽ song song với HA, kết

qua, phương định hướng song song với Ha sẽ là phương dé ti hoá của

Bằng 5: Trục dễ từ hoa cha hợp chất RBazCu3aO?-y xâc định bằng

thực nghiệm va so sanh voi dau cha as [27,60].

với trục c trong trường hợp R = Eu, Fr, Tm và Yb Kết quả trên la

phù hợp với đấu của thừa số Stevens bậc hai as Két qua thực

nghiém so sanh vdi dấu của as được liệt kê trên bảng 5.

3+

Hiện tượng trật tự từ của các ion R ở vùng nhiệt độ thấp

được phat hiện thông qua phép đo nhiệt dung của vật liệu Các két

quá đã được Maple và cộng sự [62] xác định với R = Nd, Sm, Gd, Dy

`

và Er với R Ho kết qua được Dunlap [26] khẳng định Kết quả cácHH

đường đo nhiệt dung phụ thuộc nhiệt độ C(T) với T 2 0,5 K được đưa

ra trên hình 22.

C (J/moe - K)

Hình 22 : Đồ thi sự phụ thuộc nhiệt df cha gia trị nhiệt dung

C(T) cha cầc mẫu RBa2Cuzs07 [62].

Kết qua nhiểu xạ No tron với các mẫu RBaaCuaOr với R = Wd,

Gd, Dy và Er đã cho thấy các ion đất hiếm co spin song vời trục œ

= đ2' c=

khi R = Nd, Gd va Dy, riéng Er cO spin n&m trong m&t phang (ab) va

song song vdi trục b Kết qua nghiên cứu cũng chi ra rang nồng độ

oxy có Anh hưởng đến trang thái trật tự phan sắt từ của các ion

R`*[64].

Các nghiên cứu về chuyển pha từ của nhiều tac gid đã dấn đến

hai gid thiết về tương tác của các ion đất hiểm Tương the này

hoặc là tương tac RKKY thông qua cóc điện từ của lớp CuOz hoặc là

#

tương tac siêu trao đổi Cũng cô gid thiết cho rằng các ion đất

hiểm thông qua chuối CuO mà Anh hưởng lên tương tắc trao đổi trong

L2

mat phẳng Trạng thai trật tự của ion 6d trong hợp chất

GdBa2Cus07 cô nhiều điểm đặc biệt KẾt qud đo nhiệt dung của các

mẫu GđBazCuaO:-y với y = 0 và 0,85 là hoàn toàn trùng nhau Kết