Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита
Исследовано сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ поперек слоев в интервале температур Тс–300 К и значений δ, обеспечивающих изменение Тс от 93 до 33 К. Температурная зависимость сопротивления адекватно описывается эмпирическим соотношением, включающим «полупроводниковый» ход и флуктуационную п...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128231 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита / Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 11. — С. 1119–1125. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859917014915612672 |
|---|---|
| author | Хаджай, Г.Я. Вовк, Р.В. Назыров, З.Ф. |
| author_facet | Хаджай, Г.Я. Вовк, Р.В. Назыров, З.Ф. |
| citation_txt | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита / Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 11. — С. 1119–1125. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Исследовано сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ поперек слоев в интервале температур
Тс–300 К и значений δ, обеспечивающих изменение Тс от 93 до 33 К. Температурная зависимость сопротивления адекватно описывается эмпирическим соотношением, включающим «полупроводниковый» ход
и флуктуационную проводимость в 3D-модели Асламазова–Ларкина вблизи Тс. При высоких Тс носители
заряда рассеиваются преимущественно на фононах. При низких Тс преобладает рассеяние на дефектах,
длина когерентности ξab(0) и константа электрон-фононного взаимодействия λ достигают величин, характерных для обычных (низкотемпературных) сверхпроводников с сильной связью. Неоднородность
образцов вызывает анизотропию Tс и прыжковую проводимость с переменной длиной прыжка между
разными фазами.
Досліджено опір монокристалів YBa₂Cu₃O₇₋δ впоперек шарів в інтервалі температур Тс–300 К і значень δ, що забезпечують зміну Тс від 93 до 33 К. Температурна залежність опору поблизу Тс адекватно
описується емпіричним співвідношенням, що включає «напівпровідниковий» хід та флуктуаційну
провідність в 3D-моделі Асламазова–Ларкіна. При високих Тс носії заряду розсіюваються переважно на
фононах. При низьких Тс переважає розсіяння на дефектах, довжина когерентності ξab(0) та константа
електрон-фононної взаємодії λ досягають величин, характерних для звичайних (низькотемпературних)
надпровідників з сильним зв'язком. Неоднорідність зразків викликає анізотропію Тс та стрибкову
провідність із змінною довжиною стрибка між різними фазами.
The resistivity of YBa₂Cu₃O₇₋δ single crystals is
investigated across the layers in the temperature range
Tc–300 K and in the range of δ values, which provides
a change of Tc from 93 to 33 K. The temperature dependence
of the resistivity is adequately described by
the empirical relationship, including the “semiconductor” course and fluctuation conductivity in the
Aslamazov–Larkin 3D model near Tc. At high Tc the
charge carriers are scattered mainly by phonons. At
low Tc dominates the scattering by defects; the coherence
length, ξab(0), and the electron–phonon interaction
constant, λ, reach the values characteristic of conventional
(low-temperature) superconductors with
strong coupling. The heterogeneity of the samples
causes anisotropy of Tc and the hopping conduction
with variable jump length between different phases.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:06:25Z |
| format | Article |
| fulltext |
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11, c. 1119–1125
Поперечное электрическое сопротивление
монокристаллов YBa2Cu3O7–δ при различных
значениях кислородного дефицита
Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров
Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61022, Украина
E-mail: Ruslan.V.Vovk@univer.kharkov.ua
Статья поступила в редакцию 11 февраля 2015 г., после переработки 3 июня 2015 г., опубликована онлайн 25 сентября 2015 г.
Исследовано сопротивление монокристаллов YBa2Cu3O7–δ поперек слоев в интервале температур
Тс–300 К и значений δ, обеспечивающих изменение Тс от 93 до 33 К. Температурная зависимость сопро-
тивления адекватно описывается эмпирическим соотношением, включающим «полупроводниковый» ход
и флуктуационную проводимость в 3D-модели Асламазова–Ларкина вблизи Тс. При высоких Тс носители
заряда рассеиваются преимущественно на фононах. При низких Тс преобладает рассеяние на дефектах,
длина когерентности ξab(0) и константа электрон-фононного взаимодействия λ достигают величин, ха-
рактерных для обычных (низкотемпературных) сверхпроводников с сильной связью. Неоднородность
образцов вызывает анизотропию Tс и прыжковую проводимость с переменной длиной прыжка между
разными фазами.
Досліджено опір монокристалів YBa2Cu3O7–δ впоперек шарів в інтервалі температур Тс–300 К і зна-
чень δ, що забезпечують зміну Тс від 93 до 33 К. Температурна залежність опору поблизу Тс адекватно
описується емпіричним співвідношенням, що включає «напівпровідниковий» хід та флуктуаційну
провідність в 3D-моделі Асламазова–Ларкіна. При високих Тс носії заряду розсіюваються переважно на
фононах. При низьких Тс переважає розсіяння на дефектах, довжина когерентності ξab(0) та константа
електрон-фононної взаємодії λ досягають величин, характерних для звичайних (низькотемпературних)
надпровідників з сильним зв'язком. Неоднорідність зразків викликає анізотропію Тс та стрибкову
провідність із змінною довжиною стрибка між різними фазами.
PACS: 74.72.–h Купратные сверхпроводники.
Ключевые слова: монокристаллы YBa2Cu3O7–δ, поперечное сопротивление, длина когерентности, 3D-модель
Асламазова–Ларкина, рассеяние электронов.
Введение
Электропроводность высокотемпературных сверх-
проводников (ВТСП), в частности монокристаллов
YBa2Cu3O7–δ, в нормальном (несверхпроводящем) со-
стоянии испытывает влияние псевдощелевой [1,2] и
флуктуационной [3–5] аномалий, поэтому может слу-
жить ключом к разгадке микроскопического механиз-
ма высокотемпературной сверхпроводимости.
Трудности в установлении этого механизма обу-
словлены рядом обстоятельств, к числу которых мож-
но отнести достаточную сложность кристаллической
структуры [6], весьма нетривиальную морфологию
дефектного ансамбля [7–8], присутствие в системе ла-
бильной компоненты, в свою очередь способствующей
возникновению разного рода релаксационных процес-
сов и формированию кластерных включений, процес-
сов восходящей диффузии и др. [9–12].
С учетом сказанного выше чрезвычайно актуаль-
ным представляется проведение исследований на мо-
нокристаллических образцах с заданной топологией
дефектной структуры, что позволяет разделять вклады
различных дефектов в разного рода физические про-
цессы, в том числе электротранспортные.
Проведение измерений поперек проводящих слоев
позволяет минимизировать рассеяние носителей заряда
на границах двойников (ДГ). Последние, как известно
[8,13,14], возникают в ВТСП в результате сегнетоэла-
стического тетра–орто перехода в процессе насыщения
образцов кислородом. ДГ располагаются в кристалле
поперек проводящих Cu–O плоскостей (вдоль оси с)
© Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров, 2015
Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров
[8,13], что способствует перколяции носителей заряда
при измерении поперечного электротранспорта. Это в
свою очередь позволяет проанализировать механизмы
рассеяния в наиболее «чистом» виде.
В работах [15–18] нами показано, что температур-
ная зависимость электрического сопротивления, как в
плоскости слоев, так и вдоль оси с, монокристаллов
Y1–уPrуBa2Cu3O7–δ в интервале Tc–300 К — результат
рассеяния электронов фононами и дефектами, флук-
туационной проводимости, а также перехода к «полу-
проводниковому» типу сопротивления при увеличении
содержания празеодима у. Этот переход связан с пере-
ходом от режима, где сопротивление изменяется
вследствие изменения средней длины свободного про-
бега, к режиму, где изменение сопротивления обуслов-
лено изменением электронной структуры материала.
Ясно, что при таком сложном поведении следует
анализировать в первую очередь анизотропию меха-
низмов проводимости и рассеяния носителей заряда.
Именно такая анизотропия и приводит к анизотропии
общего сопротивления, что и было показано в [17,18]
для Y1–уPrуBa2Cu3O7–δ.
В [19] было показано, что все указанные механизмы
проводимости и рассеяния носителей заряда определяют
также и сопротивление монокристаллов YBa2Cu3O7–δ
в плоскости слоев при изменении δ. В настоящей ра-
боте мы проанализировали сопротивление этих же
монокристаллов перпендикулярно слоям и, используя
результаты [19], определили анизотропию механиз-
мов проводимости и рассеяния носителей заряда для
YBa2Cu3O7–δ.
1. Эксперимент
Приготовление образцов описано в [19]. Монокри-
сталлы YBa2Cu3O7–δ выращены раствор-расплавным
методом в золотом тигле при температурах 850–970 °С.
Для получения образцов с оптимальным содер-
жанием кислорода кристаллы отжигали в течение
5 суток в потоке кислорода при температуре 400 °С.
Для уменьшения содержания кислорода образцы отжи-
гали в течение 3–5 суток в потоке кислорода при более
высоких температурах. Типичные размеры монокри-
сталлов 2×0,3×0,02 мм, наименьшие размеры кристал-
лов соответствовали направлению с-оси. Электриче-
ское сопротивление измеряли на постоянном токе в
восьмиконтактной геометрии, воспроизводящей метод
Монтгомери [15,20].
2. Результаты и их обсуждение
2.1. Температурная зависимость поперечного
сопротивления
Исследовано сопротивление вдоль оси с в интервале
температур Тс–300 К семи монокристаллических об-
разцов YBa2Cu3O7–δ с различными значениями δ
(0,02 < δ < 0,57 [21]), обеспечивающими изменение Тс
от 93 до 33 К. В [19] сопротивление этих же семи об-
разцов изучено в плоскости ab в том же интервале тем-
ператур. Поскольку температурные зависимости сопро-
тивления ρ(T) для всех образцов качественно подобны,
на рис. 1 приведены ρ(T) только части образцов.
Анализ экспериментальных зависимостей ρ(T) по-
казал, что эти зависимости могут быть аппроксимиро-
ваны эмпирическим соотношением, описывающим
«полупроводниковый» ход сопротивления и возникно-
вение флуктуационной проводимости при приближе-
нии к Тc [19,22]:
–1
2
0
( )
(1 )
.
1 [1 exp( ( /
;
) )]
AL
n
c
m
с n
BT
E kT
T
n
ρ +
ρ =
− − − ∆
σ = ρ + ∆σ
(1)
Постоянный вклад в сопротивление 0 constρ = мы свя-
зываем с дефектами; n — доля «полупроводниковой»
фазы; наличие показателя m обусловлено тем обстоя-
тельством, что в [23] для этой системы была обнару-
жена проводимость с переменной длиной прыжка —
закон «1/2»; ∆Е — энергия активации. При n = 1 —
только «полупроводниковая» фаза [24,25]:
0
2
0 (1 )exp(( 1/ 1// ) ) ;m
n BT E enkTρ = ρ + ∆ = σ = µ
Рис. 1. Поперечное сопротивление монокристаллов
YBa2Cu3O7–δ. Точки — эксперимент; линии — подгонка в со-
ответствии с (1), (2). Нумерация образцов соответствует табл. 1.
1120 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11
Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa2Cu3O7–δ
0n — концентрация электронов проводимости,
2 1
0[ (1 )]BT −µ = ρ + – подвижность.
Для флуктуационной проводимости использована
3D-модель Асламазова–Ларкина [26]:
2
2
0 0
.
32 (0) 2 sh(2 / )
AL
c
ab
se
∆σ =
ξ ε ε ε
(2)
Гиперболический синус в (2) введен для ограничения
области влияния флуктуационной проводимости [27];
/ )ln( cT Tε = — приведенная температура; Tc — крити-
ческая температура (T > Tc); ξxy(0) — длина когерент-
ности в ab-плоскости при Т → 0; s — межплоскостное
расстояние (s = 11,7 Å [28]), ε0 = ln (Tfluct/Tc), Tfluct —
характеристическая температура, которая определяет
появление сверхпроводящих флуктуаций.
Отметим, что, согласно [29], возникновение флуктуа-
ционных куперовских пар выше Тc вызывает уменьшение
плотности одноэлектронных состояний на уровне Ферми,
т.е. возникновение псевдощели при Т ≈ Тfluct. Однако
учесть соответствующее изменение нормального со-
противления трудно, так как параллельно действует
гораздо более сингулярная флуктуационная проводи-
мость, которая и определяет ρ(Т) вблизи Тc.
В табл. 1 приведены значения параметров, которые
обеспечивают минимальную погрешность подгонки.
Сравнение с [19] показывает, что сопротивление в
плоскости ab ограничено в первую очередь рассеянием
носителей заряда на фононах и дефектах решетки, в то
время как вдоль оси с наблюдается только «полупровод-
никовая» температурная зависимость сопротивления.
2.2. Сверхпроводящий переход
Температуру сверхпроводящего перехода Тc опре-
деляли по положению максимума температурной про-
изводной электрического сопротивления. На рис. 2
показаны температурные зависимости производных
dρ/dT вдоль оси с в области сверхпроводящего перехо-
да, соответствующие рис. 1.
Видно, что по мере роста кислородного дефицита δ
максимумы dρ/dT вдоль оси с смещаются в область
низких температур и расширяются. Максимумы 6 и 7
расщепляются, что свидетельствует о распаде образца
на две сверхпроводящие фазы при соответствующих
величинах δ (Тc < 60 К).
В плоскости слоев [19] только образец № 1 дос-
таточно однородный, а все другие, начиная с δ ≈ 0,06,
демонстрируют наличие по крайней мере двух сверх-
проводящих фаз. Для многофазных образцов Тc опре-
деляли по положению бóльшего максимума темпера-
турной производной.
Таблица 1. Подгоночные параметры сопротивления монокристаллов YBa2Cu3O7–δ поперек слоев в соответствии с (1), (2)
Параметр 1 2 3 4 5 6 7
Tc, К 93,07 93,30 91,80 80,32 75,77 54,01 33,40
ρ0, 10–3 Oм⋅cм 8,36 8,31 8,585 20,40 24,9 89,9 2175
n 0 0,876 1 1 1 1 1
∆/k, К –– 63,25 116,4 158,3 163,5 204 114
m –– 0,99 1 1 1 0,593 0,652
В, 10–6 К–2 3,95 4,72 5,8 0,20 –0,20 –4,0 –7,45
ξab(0), Å 56 60 81 108 109 125 477
∆Tfluct, К 0,99 0,80 0,83 1,38 2,31 20,7 15,93
Погрешность, % 0,71 1,03 1,07 1,79 1,86 3,55 3,76
Рис. 2. Производные dρ/dT вдоль оси с в области сверхпро-
водящего перехода. Нумерация кривых соответствует рис. 1
и табл. 1. Кривая 2 не показана для простоты.
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11 1121
Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров
То обстоятельство, что в области сверхпроводяшего
перехода производные dρ/dT вдоль оси с показывают
распад на фазы при бóльших значениях δ (меньших
Тc), чем в плоскости ab, свидетельствует о наличии
преимущественной ориентации зарождающихся облас-
тей новой фазы. Такая преимущественная ориентация
может быть вызвана тем, что новая фаза зарождается
на двойниках, которые ориентированы вдоль оси с мо-
нокристалла и под углом 45° по отношению к осям а и
b [8]. При измерении электросопротивления вдоль с-
оси существуют, вероятно, перколяционные пути про-
текания тока по высокотемпературной фазе.
Поскольку электрическое сопротивление многофаз-
ного проводника обусловлено главным образом объ-
емными долями фаз и их сопротивлениями, а также
явлениями перколяции, использованный нами способ
определения Тc дает значения, зависящие от фазового
состава и строения образца, но достаточно близкие к
реальным. Неоднородность образца может приводить к
анизотропии Тc [18,30]. На рис. 3 эта анизотропия Тc
представлена в координатах Tc
с–Tc
ab. Естественно, что
анизотропия Тc увеличивается с ростом кислородного
дефицита, т.е. с ростом неоднородности образца.
2.3. Сопротивление в нормальном состоянии
Параметры подгонки температурной зависимости по-
перечного сопротивления монокристаллов YBa2Cu3O7–δ
в соответствии с (1), (2) приведены на рис. 4 и 5 в зави-
симости от Tc
с. Для сравнения на рис. 4 приведены
аналогичные параметры для ab-плоскости в зависимо-
сти от Tc
ab для данных [19]. Такая форма представле-
ния связана с тем, что мы определяли Tc
с и Tc
ab, но
связь между Tc
с и δ нам неизвестна.
Значительное возрастание ρ0 при увеличении δ (по-
нижении Tc) как вдоль оси с, так и в плоскости ab
(рис. 4) может быть связано с неоднородностью образ-
цов. Анизотропия ρ0 велика: ρ0
с/ρ0
ab ∝ 102–103, но
демонстрирует тенденцию к уменьшению при увели-
чении δ (понижении Tc).
Температурная зависимость сопротивления образца
№ 1 не содержит экспоненты (n = 0, см. табл. 1), т.е.
эта зависимость переходная от «металлической» к
«полупроводниковой». В этом случае выше Tc зависи-
мость ρ(Т) ∼ Т 2 в соответствии с (1). С ростом δ (об-
разцы № 2–7) n → 1, т.е. сопротивление приобретает
полностью «полупроводниковый» характер.
При больших δ (см. табл. 1) показатель m прибли-
жается к значению m ≈ 1/2. В [31] показано, что закон
«1/2» — следствие туннелирования носителей заряда
между фазовыми областями различных размеров, су-
ществующими в реальных системах. Можно предпо-
ложить, по аналогии с [18], что причиной уменьшения
m является усиление неоднородности образца.
Поведение параметров B и ∆Е при изменении кис-
лородного дефицита показано на рис. 5.
Рис. 3. Анизотропия Tc. Штриховая линия — случай отсутст-
вия анизотропии: Tc
с = Tc
ab.
Рис. 4. Анизотропия сопротивления ρ0: вдоль оси c (1);
в плоскости ab [19] (2).
1122 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11
Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa2Cu3O7–δ
Параметр В характеризует температурную зависи-
мость подвижности µ, обусловленную различными
процессами рассеяния носителей заряда [24,25], Если µ
увеличивается с ростом температуры (B < 0), то преоб-
ладает рассеяние на ионизированных примесях, в на-
шем случае — на ионах кислорода; если µ уменьшает-
ся с ростом температуры (B > 0), то преобладает рас-
сеяние на фононах [24]. Таким образом, изменение па-
раметра В показывает, что при больших δ (низкие Тc)
носители заряда рассеиваются на дефектах, а при малых
δ (высокие Тc) преобладает рассеяние на фононах.
Изменение энергии активации ∆Е связано, вероят-
но, с неоднородностью образцов.
2.4. Флуктуационная проводимость
Зависимости от Тc(δ) длины когерентности и темпе-
ратурной области существования флуктуационных пар
∆Tfluct показаны на рис. 6.
Из табл. 1 и рис. 6(а) видно, что ξab(0) растет при
увеличении δ (понижении Тc). ξc(0) << s (межплоско-
стное расстояние) и от δ практически не зависит. Эти
результаты свидетельствуют о значительной анизотро-
пии длины когерентности (ξab(0)/ξ c (0) ∼ 102), а также
о том, что движение флуктуационных пар трехмерное.
Отметим, что, как было показано в [19], для
YBa2Cu3O7–δ корреляция между Тc и температурой
Дебая θ, описываемая формулой Макмиллана
1,04(1 )exp ,
1,45 *(1 0,62)cT θ − + λ
= −µ +
где λ — константа электрон-фононного взаимодейст-
вия, µ* — кулоновский псевдопотенциал, вполне кор-
ректна только для Тс
ab ≤ 65 К (δ > 0,3). В этой области
Рис. 6. Анизотропия параметров флуктуационной проводимости монокристаллов YBa2Cu3O7–δ: длины когерентности ξ(0) (а);
ширины флуктуационной области ∆Tfluct [24] (б); вдоль оси c (1); в плоскости ab (2) [19].
Рис. 5. Изменение «полупроводниковых» параметров B и ∆Е
в зависимости от Тс
с(δ).
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11 1123
Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров
величина λ для YBa2Cu3O7–δ близка к таковой для
обычного сверхпроводника с сильной связью.
Параметр ∆Tfluct характеризует, согласно [27], об-
ласть существования флуктуационных пар и, следова-
тельно [29], область существования псевдощели. Кри-
вые ∆Tfluct = f(Tc(δ)) имеют максимум, происхождение
которого связано с тем, что при высоких Tc (низкие δ)
образованию флуктуационных пар препятствует высо-
кая температура. Высокие значения кислородного де-
фицита δ, уменьшающие Tc вплоть до разрушения
сверхпроводящего состояния, также препятствуют об-
разованию флуктуационных пар.
Выводы
Сопротивление монокристаллов YBa2Cu3O7–δ по-
перек слоев адекватно описывается эмпирическим
соотношением, включающим «полупроводниковый»
ход сопротивления и флуктуационную проводимость
вблизи Тc. В отличие от сопротивления в плоскости
ab, где температурная зависимость сопротивления в
нормальном состоянии обусловлена процессами рас-
сеяния, температурная зависимость сопротивления
вдоль с-оси в нормальном состоянии обусловлена как
изменением числа носителей заряда, так и процесса-
ми их рассеяния. При малых δ (высокие Тc) носители
заряда рассеиваются преимущественно на фононах, а
при больших δ (низкие Тc) преобладает рассеяние на
дефектах.
Неоднородность образцов вызывает анизотропию Tc
и прыжковую проводимость с переменной длиной
прыжка между разными фазами.
Анизотропии длины когерентности ξab(0)/ξc(0)
порядка 102.
1. M.V. Sadovskii, I.A. Nekrasov, E.Z. Kuchinskii, T. Pruschke,
and V.I. Anisimov, Phys. Rev. B 72, 155105 (2005).
2. R.V. Vovk, G.Y. Khadzhai, and O.V. Dobrovolskiy, Solid
State Commun. 204, 64 (2015).
3. T.A. Friedmann, J.P. Rice, J. Giapintzakis, and D.M.
Ginsberg, Phys. Rev. B 39,4258 (1989).
4. A. Solovjov, M. Tkachenko, R. Vovk, and A. Chroneos,
Physica C 501, 24 (2014).
5. R.V. Vovk, N.R. Vovk, G.Y. Khadzhai, O.V. Dobrovolskiy,
and Z.F. Nazyrov, Curr. Appl. Phys. 14, 1779 (2014).
6. A. Chroneos, I.L. Goulatis, and R.V. Vovk, Acta Chim.
Sloven. 54, 179 (2007).
7. R. Reyers and T.M. Show, Solid State Phys. 42, 150 (1989).
8. R.V. Vovk, M.A. Obolenskii, Z.F. Nazyrov, I.L. Goulatis, A.
Chroneos, and V.M. Pinto Simoes, J. Mater. Sci. – Mater.
Electron. 23, 1255 (2012).
9. J.D. Jorgensen, S. Pei, P. Lightfoor, H. Shi, A.P. Paulikas,
and B.W. Veal, Physica C 167, 571 (1990).
10. R. Vovk, N. Vovk, A. Samoilov, I. Goulatis, and A.
Chroneos, Solid State Commun. 170, 6 (2013).
11. S. Sadewasser, J.S. Schilling, A.P. Paulikas, and B.W. Veal,
Phys. Rev. B 61, 741 (2000).
12. М.А. Оболенский, А.В. Бондаренко, Р.В. Вовк, А.А.
Продан, ФНТ 23, 1178 (1997) [Low Temp. Phys. 23, 882
(1997)].
13. M. Sarikaya and R. Kikuchi, Physica C 152, 161 (1988).
14. А.В. Бондаренко, А.А. Продан, М.А. Оболенский, Р.В.
Вовк, Т.Р. Ароури, ФНТ 27, 463 (2001) [Low Temp. Phys.
27, 339 (2001)].
15. Г.Я. Хаджай, Н.Р. Вовк, Р.В. Вовк, ФНТ 40, 630 (2014)
[Low Temp. Phys. 40, 488 (2014)].
16. R.V. Vovk, G.Ya. Khadzhai, O.V. Dobrovolskiy, Z.F.
Nazyrov, and I.L. Goulatis, Materials Research Express 1,
026303 (2014).
17. R.V. Vovk, G.Ya. Khadzhai, and O.V. Dobrovolskiy,
Physica B 451, 84 (2014).
18. R.V. Vovk, G.Ya. Khadzhai, and O.V. Dobrovolskiy, Appl.
Phys. A 117, 997 (2014).
19. R.V. Vovk, G.Y. Khadzhai, O.V. Dobrovolskiy, N.R. Vovk,
and Z.F. Nazyrov, J. Mater. Sci. Mater. Electron. Nos. 1–6
(2014); http: // dx.doi.org/10.1007/s10854-014-2558-y.
20. H.C. Montgomery, J. Appl. Phys. 42, 2971 (1971).
21. W.N. Hardy and B.X. Yang, Physica C 176, 261 (1991).
22. R.V. Vovk, N.R. Vovk, O.V. Shekhovtsov, I.L. Goulatis,
and A. Chroneos, Supercond. Sci. Technol. 26, 085017 (2013).
23. R.V. Vovk, Z.F. Nazyrov, I.L. Goulatis, and A. Chroneos,
Modern Phys. Lett. B 26, 1250163 (2012).
24. Р. Смит, Полупроводники, пер. с англ., Мир, Москва
(1982).
25. П.С. Киреев, Физика полупроводников, Высшая школа,
Москва (1975).
26. L.G. Aslamazov and A.I. Larkin, Phys. Lett. A 26, 238
(1968).
27. B. Leridon, A. Défossez, J. Dumont, J. Lesueur, and J.P.
Contour, Phys. Rev. Lett. 87, 197007-1 (2001).
28. A. Kebede, C.S. Jee, J. Schwegler, J.E. Crow, T. Mihalisin,
G.H. Myer, R.E. Salomon, P. Schlottmann, M.V. Kuric, S.H.
Bloom, and R.P. Guertin, Phys. Rev. B 40, 4453 (1989).
29. V.A. Larkin and A. Varlamov, Theory of Fluctuations in
Superconductors, Oxford University Press, USA (2009).
30. В.Н. Зверев, Д.В. Шовкун, И.Г. Науменко, Письма в
ЖЭТФ 68, 309 (1998).
31. Е.З. Мейлихов, ЖЭТФ 115, 1484 (1999).
Transversal electric resistance of the YBa2Cu3O7–δ
single crystals at the different values of oxygen deficit
G.Yа. Khadzhai, R.V. Vovk, and Z.F. Nazyrov
The resistivity of YBa2Cu3O7–δ single crystals is
investigated across the layers in the temperature range
Tc–300 K and in the range of δ values, which provides
a change of Tc from 93 to 33 K. The temperature de-
pendence of the resistivity is adequately described by
the empirical relationship, including the “semiconduc-
1124 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11
http://dx.doi.org/10.1007/s10854-014-2558-y
http://dx.doi.org/10.1016%2F0375-9601%2868%2990623-3
http://dx.doi.org/10.1016%2F0375-9601%2868%2990623-3
Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa2Cu3O7–δ
tor” course and fluctuation conductivity in the
Aslamazov–Larkin 3D model near Tc. At high Tc the
charge carriers are scattered mainly by phonons. At
low Tc dominates the scattering by defects; the coher-
ence length, ξab(0), and the electron–phonon interac-
tion constant, λ, reach the values characteristic of con-
ventional (low-temperature) superconductors with
strong coupling. The heterogeneity of the samples
causes anisotropy of Tc and the hopping conduction
with variable jump length between different phases.
PACS: 74.72.–h Cuprate superconductors.
Keywords: YBa2Cu3O7–δ single crystals, c-axis re-
sistance, coherence length, Aslamazov–Larkin 3D
model, scattering of electrons.
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2015, т. 41, № 11 1125
Введение
1. Эксперимент
2. Результаты и их обсуждение
2.1. Температурная зависимость поперечного сопротивления
2.2. Сверхпроводящий переход
2.3. Сопротивление в нормальном состоянии
2.4. Флуктуационная проводимость
Выводы
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-128231 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:06:25Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Хаджай, Г.Я. Вовк, Р.В. Назыров, З.Ф. 2018-01-07T13:54:24Z 2018-01-07T13:54:24Z 2015 Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита / Г.Я. Хаджай, Р.В. Вовк, З.Ф. Назыров // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 11. — С. 1119–1125. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 74.72.–h https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128231 Исследовано сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ поперек слоев в интервале температур Тс–300 К и значений δ, обеспечивающих изменение Тс от 93 до 33 К. Температурная зависимость сопротивления адекватно описывается эмпирическим соотношением, включающим «полупроводниковый» ход и флуктуационную проводимость в 3D-модели Асламазова–Ларкина вблизи Тс. При высоких Тс носители заряда рассеиваются преимущественно на фононах. При низких Тс преобладает рассеяние на дефектах, длина когерентности ξab(0) и константа электрон-фононного взаимодействия λ достигают величин, характерных для обычных (низкотемпературных) сверхпроводников с сильной связью. Неоднородность образцов вызывает анизотропию Tс и прыжковую проводимость с переменной длиной прыжка между разными фазами. Досліджено опір монокристалів YBa₂Cu₃O₇₋δ впоперек шарів в інтервалі температур Тс–300 К і значень δ, що забезпечують зміну Тс від 93 до 33 К. Температурна залежність опору поблизу Тс адекватно описується емпіричним співвідношенням, що включає «напівпровідниковий» хід та флуктуаційну провідність в 3D-моделі Асламазова–Ларкіна. При високих Тс носії заряду розсіюваються переважно на фононах. При низьких Тс переважає розсіяння на дефектах, довжина когерентності ξab(0) та константа електрон-фононної взаємодії λ досягають величин, характерних для звичайних (низькотемпературних) надпровідників з сильним зв'язком. Неоднорідність зразків викликає анізотропію Тс та стрибкову провідність із змінною довжиною стрибка між різними фазами. The resistivity of YBa₂Cu₃O₇₋δ single crystals is investigated across the layers in the temperature range Tc–300 K and in the range of δ values, which provides a change of Tc from 93 to 33 K. The temperature dependence of the resistivity is adequately described by the empirical relationship, including the “semiconductor” course and fluctuation conductivity in the Aslamazov–Larkin 3D model near Tc. At high Tc the charge carriers are scattered mainly by phonons. At low Tc dominates the scattering by defects; the coherence length, ξab(0), and the electron–phonon interaction constant, λ, reach the values characteristic of conventional (low-temperature) superconductors with strong coupling. The heterogeneity of the samples causes anisotropy of Tc and the hopping conduction with variable jump length between different phases. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита Transversal electric resistance of the YBa₂Cu₃O₇₋δ single crystals at the different values of oxygen deficit Article published earlier |
| spellingShingle | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита Хаджай, Г.Я. Вовк, Р.В. Назыров, З.Ф. Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| title | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита |
| title_alt | Transversal electric resistance of the YBa₂Cu₃O₇₋δ single crystals at the different values of oxygen deficit |
| title_full | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита |
| title_fullStr | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита |
| title_full_unstemmed | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита |
| title_short | Поперечное электрическое сопротивление монокристаллов YBa₂Cu₃O₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита |
| title_sort | поперечное электрическое сопротивление монокристаллов yba₂cu₃o₇₋δ при различных значениях кислородного дефицита |
| topic | Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| topic_facet | Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128231 |
| work_keys_str_mv | AT hadžaigâ poperečnoeélektričeskoesoprotivleniemonokristallovyba2cu3o7δprirazličnyhznačeniâhkislorodnogodeficita AT vovkrv poperečnoeélektričeskoesoprotivleniemonokristallovyba2cu3o7δprirazličnyhznačeniâhkislorodnogodeficita AT nazyrovzf poperečnoeélektričeskoesoprotivleniemonokristallovyba2cu3o7δprirazličnyhznačeniâhkislorodnogodeficita AT hadžaigâ transversalelectricresistanceoftheyba2cu3o7δsinglecrystalsatthedifferentvaluesofoxygendeficit AT vovkrv transversalelectricresistanceoftheyba2cu3o7δsinglecrystalsatthedifferentvaluesofoxygendeficit AT nazyrovzf transversalelectricresistanceoftheyba2cu3o7δsinglecrystalsatthedifferentvaluesofoxygendeficit |