Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях

Приведены результаты теоретического исследования возможности локализации дырочных носителей и металл–диэлектрик переходов, которые проявляются в температурных зависимостях магнитной восприимчивости χ(T) легированных медно-оксидных (купратных) соединений. Проанализированы критерии металл–диэлектрик...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Джуманов, С., Курбанов, У.Т., Худайбердиев, З.С., Хафизов, А.Р.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2016
Назва видання:	Физика низких температур
Теми:	К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129324
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:	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях / С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 11. — С. 1345-1353. — Бібліогр.: 55 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129324
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1293242025-02-09T13:48:57Z Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях Metal-insulator transitions and magnetic susceptibility in doped cuprate compounds Джуманов, С. Курбанов, У.Т. Худайбердиев, З.С. Хафизов, А.Р. К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости Приведены результаты теоретического исследования возможности локализации дырочных носителей и металл–диэлектрик переходов, которые проявляются в температурных зависимостях магнитной восприимчивости χ(T) легированных медно-оксидных (купратных) соединений. Проанализированы критерии металл–диэлектрик переходов, вызванных сильным дырочно-решеточным взаимодействием и образованием предельно узких поляронных зон в этих материалах с уменьшением уровня их легирования х. Показано, что такие металл–диэлектрик переходы в легированных купратах La₂₋xSrxCuO₄ и YBa₂Cu₃O₆₊x происходят в недолегированном режиме (т.е. когда х изменяется от 0,04 до 0,12). Определены характерные температурные зависимости χ(T) в ВТСП купратах при различных уровнях их легирования. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными по металл–диэлектрик переходам и магнитной восприимчивости в ВТСП купратах. Приведено результати теоретичного дослідження можливості локалізації діркових носіїв та метал–діелектрик переходів, які проявляються в температурних залежностях магнітної сприйнятливості χ(T) легованих мідно-оксидних (купратних) сполук. Проаналізовано критерії метал–діелектрик переходів, викликаних сильною дірково-гратковою взаємодією і утворенням гранично вузьких поляронних зон в цих матеріалах зі зменшенням рівня їх легування x. Показано, що такі метал–діелектрик переходи у легованих купратах La₂₋xSrxCuO₄ та YBa₂Cu₃O₆₊x відбуваються в недолегованому режимі (тобто коли x змінюється від 0,04 до 0,12). Визначено характерні температурні залежності χ(T) у ВТНП купратах при різних рівнях їх легування. Отримані результати добре узгоджуються з експериментальними даними по метал–діелектрик переходам і магнітній сприйнятливості у ВТНП купратах. Results are presented from a theoretical study of the possibility of hole carrier localization and metal-insulator transitions which show up in the temperature dependences of the magnetic susceptibility χ(T) of doped copper-oxide (cuprate) compounds. The criteria for metal-insulator transitions owing to strong hole-lattice interactions and the formation of very narrow polaron bands in these materials with reduced doping level x are analyzed. It is shown that these kinds of metal-insulator transitions occur in underdoped La₂₋xSrxCuO₄ and YBa₂Cu₃O₆₊x cuprates (i.e., for x ranging from 0.04 to 0.12). The characteristic temperature dependences χ(T) of the HTSC cuprates are found for different doping levels. These results are in good agreement with experimental data on metal-insulator transitions and the magnetic susceptibility of the HTSC cuprates. Авторы благодарны Э.М. Ибрагимовой, Э.М. Турсунову и Э.Х. Каримбаеву за обсуждение результатов работы. Эта работа поддержана грантом «Ф2–ФА–Ф120» Комитета по координации развития науки и технологий при Кабинете Министров РУз. 2016 Article Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях / С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 11. — С. 1345-1353. — Бібліогр.: 55 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 71.30.+h, 74.20.–z, 74.25.Ha, 74.72.–h https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129324 ru Физика низких температур application/pdf Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости
spellingShingle	К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости Джуманов, С. Курбанов, У.Т. Худайбердиев, З.С. Хафизов, А.Р. Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях Физика низких температур
description	Приведены результаты теоретического исследования возможности локализации дырочных носителей и металл–диэлектрик переходов, которые проявляются в температурных зависимостях магнитной восприимчивости χ(T) легированных медно-оксидных (купратных) соединений. Проанализированы критерии металл–диэлектрик переходов, вызванных сильным дырочно-решеточным взаимодействием и образованием предельно узких поляронных зон в этих материалах с уменьшением уровня их легирования х. Показано, что такие металл–диэлектрик переходы в легированных купратах La₂₋xSrxCuO₄ и YBa₂Cu₃O₆₊x происходят в недолегированном режиме (т.е. когда х изменяется от 0,04 до 0,12). Определены характерные температурные зависимости χ(T) в ВТСП купратах при различных уровнях их легирования. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными по металл–диэлектрик переходам и магнитной восприимчивости в ВТСП купратах.
format	Article
author	Джуманов, С. Курбанов, У.Т. Худайбердиев, З.С. Хафизов, А.Р.
author_facet	Джуманов, С. Курбанов, У.Т. Худайбердиев, З.С. Хафизов, А.Р.
author_sort	Джуманов, С.
title	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях
title_short	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях
title_full	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях
title_fullStr	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях
title_full_unstemmed	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях
title_sort	металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2016
topic_facet	К 30-летию открытия высокотемпературной сверхпроводимости
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129324
citation_txt	Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях / С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 11. — С. 1345-1353. — Бібліогр.: 55 назв. — рос.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT džumanovs metalldiélektrikperehodyimagnitnaâvospriimčivostʹvlegirovannyhkupratnyhsoedineniâh AT kurbanovut metalldiélektrikperehodyimagnitnaâvospriimčivostʹvlegirovannyhkupratnyhsoedineniâh AT hudajberdievzs metalldiélektrikperehodyimagnitnaâvospriimčivostʹvlegirovannyhkupratnyhsoedineniâh AT hafizovar metalldiélektrikperehodyimagnitnaâvospriimčivostʹvlegirovannyhkupratnyhsoedineniâh AT džumanovs metalinsulatortransitionsandmagneticsusceptibilityindopedcupratecompounds AT kurbanovut metalinsulatortransitionsandmagneticsusceptibilityindopedcupratecompounds AT hudajberdievzs metalinsulatortransitionsandmagneticsusceptibilityindopedcupratecompounds AT hafizovar metalinsulatortransitionsandmagneticsusceptibilityindopedcupratecompounds
first_indexed	2025-11-26T11:46:27Z
last_indexed	2025-11-26T11:46:27Z
_version_	1849853309230252032
fulltext	Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11, c. 1345–1353 Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях С. Джуманов1, У.Т. Курбанов1,2, З.С. Худайбердиев1, А.Р. Хафизов1 1Институт ядерной физики АН РУз, г. Ташкент, 100214, Узбекистан 2Чирчикский профессиональный колледж промышленности и сферы услуг, г. Чирчик, 111700, Узбекистан E-mail: dzhumanov@inp.uz; ulughqurbon@mail.ru Статья поступила в редакцию 1 мая 2016 г., опубликована онлайн 26 сентября 2016 г. Приведены результаты теоретического исследования возможности локализации дырочных носителей и металл–диэлектрик переходов, которые проявляются в температурных зависимостях магнитной вос- приимчивости χ(T) легированных медно-оксидных (купратных) соединений. Проанализированы крите- рии металл–диэлектрик переходов, вызванных сильным дырочно-решеточным взаимодействием и обра- зованием предельно узких поляронных зон в этих материалах с уменьшением уровня их легирования х. Показано, что такие металл–диэлектрик переходы в легированных купратах La2–xSrxCuO4 и YBa2Cu3O6+x происходят в недолегированном режиме (т.е. когда х изменяется от 0,04 до 0,12). Определены характер- ные температурные зависимости χ(T) в ВТСП купратах при различных уровнях их легирования. Полу- ченные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными по металл–диэлектрик перехо- дам и магнитной восприимчивости в ВТСП купратах. Приведено результати теоретичного дослідження можливості локалізації діркових носіїв та метал– діелектрик переходів, які проявляються в температурних залежностях магнітної сприйнятливості χ(T) ле- гованих мідно-оксидних (купратних) сполук. Проаналізовано критерії метал–діелектрик переходів, вик- ликаних сильною дірково-гратковою взаємодією і утворенням гранично вузьких поляронних зон в цих матеріалах зі зменшенням рівня їх легування x. Показано, що такі метал–діелектрик переходи у легова- них купратах La2–xSrxCuO4 та YBa2Cu3O6+x відбуваються в недолегованому режимі (тобто коли x змінюється від 0,04 до 0,12). Визначено характерні температурні залежності ( )Tχ у ВТНП купратах при різних рівнях їх легування. Отримані результати добре узгоджуються з експериментальними даними по метал–діелектрик переходам і магнітній сприйнятливості у ВТНП купратах. PACS: 71.30.+h Металл–диэлектрик переходы и другие электронные переходы; 74.20.–z Теории и модели сверхпроводящего состояния; 74.25.Ha Магнитные свойства, включая вихревые структуры и связанных с ними явлений; 74.72.–h Купратные сверхпроводники. Ключевые слова: металл–диэлектрик переход; магнитная восприимчивость; ВТСП купраты. 1. Введение Механизмы локализации носителей заряда и ме- талл–диэлектрик переходы в различных классах твер- дых тел, в том числе и в легированных медно-оксидных (купратных) высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) — одна из нерешенных задач современной фи- зики конденсированного состояния [1–5]. Изучение этой проблемы становится все более актуальным в свя- зи с необходимостью решения таких весьма важных для развития энергетики и микроэлектроники и многих других задач, как получение новых перспективных диэлектрических и сверхпроводниковых (СП) мате- риалов. Успешное решение этих проблем во многом зависит от уровня знаний о механизмах локализации и делокализации носителей заряда (электронов и дырок), ответственных за металл–диэлектрик переходы в ок- © С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов, 2016 mailto:dzhumanov@inp.uz mailto:ulughqurbon@mail.ru С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов сидных соединениях, таких как купратные ВТСП ма- териалы. Экспериментальные и теоретические иссле- дования, проводимые с целью выяснения основных механизмов металл–диэлектрик переходов, многие десятки лет ведутся на всех типах твердых тел [1,2,5–9]. При этом интерес к проблемам локализации носителей и металл–диэлектрик переходов в легированных ВТСП купратах возрастает в связи с бурным развитием и зна- чительными достижениями физики этих новых типов сверхпроводящих материалов, в существенной степени определяющими [2,10–13] основные тенденции разви- тия современной физики вообще и физики твердого тела в частности. По мере изучения ВТСП купратов стало ясно, что они проявляют различное аномальное поведение, причем их электронные свойства сильно изменяются с изменением уровня легирования [2,5,14– 24]. В частности, слаболегированные купраты прояв- ляют необычное диэлектрическое поведение. При дальнейшем увеличении уровня легирования купрат- ные соединения становятся необычными металлами, поведение которых сильно отличается от поведения обычных металлов. Высокотемпературная сверхпрово- димость появляется в этих материалах при недолегиро- ванных, оптимально легированных и сверхлегирован- ных режимах, при которых проявляются наиболее необычные электронные свойства дырочно-легирован- ных купратов. Именно недолегированные и оптимально легированные ВТСП купраты сочетают в себе наиболее интересные диэлектрические, металлические и СП свойства, которые не могут быть объяснены в рамках существующих теорий диэлектриков, металлов и сверх- проводников, основанных на стандартных зонных мо- делях Вильсона и Мотта–Хаббарда [2,6,25] и на модели сверхпроводимости Бардина–Купера–Шриффера (БКШ) [5,8,15,26]. Предпринимаются многочисленные попыт- ки описать необычные электронные свойства ВТСП купратов в рамках различных теоретических моделей, таких как модель резонирующих валентных связей Андерсона и другие ее варианты, основанные на раз- делении заряда и спина (см. [15,19]), модели СП флук- туации [27], модели маргинальной ферми-жидкости Вар- мы [28], почти антиферромагнитной ферми-жидкости (NAFL) Пайнса [29] и модели биполяронов [4,30]. Большинство их этих теоретических подходов основа- ны на сильных электронных корреляциях, описывае- мых моделью Хаббарда и так называемой t–J моделью, которые хорошо применимы лишь для нелегирован- ных купратов, и пренебрегают эффектами трехмерно- сти ВТСП материалов и наиболее важными электрон- фононными взаимодействиями (т.е. поляронными эф- фектами), присущими легированным полярным мате- риалам. Эти подходы часто приводят к результатам, противоречащим друг другу, и поэтому возникают со- мнения в их адекватности и применимости даже к не- долегированным купратам [31]. В частности, модель NAFL описывает лишь линейную зависимость сопро- тивления. Однако эта модель не описывает отклонение сопротивления от линейной зависимости в псевдоще- левом состоянии, а также диэлектрическое поведение сопротивления недолегированных купратов. Предпо- лагается, что многочисленные аномалии электронных свойств ВТСП материалов, наблюдаемые в недолеги- рованных и оптимально легированных режимах, тесно связаны с металл–диэлектрик переходами, разделени- ем фаз и сосуществованием металлических и диэлек- трических фаз, причем металл–диэлектрик переходы наблюдаются часто в недолегированных и даже опти- мально легированных ВТСП системах и характеризу- ются переходом к диэлектрическому поведению со- противления [32–35]. Металл–диэлектрик переходы в легированных купратах проявляются также в темпе- ратурных зависимостях их магнитной восприимчиво- сти χ. Так что для понимания новых электронных свойств легированных ВТСП материалов прежде все- го необходимо выяснить механизмы металл–диэлек- трик переходов и разделения металлических и ди- электрических фаз в недолегированных, оптимально легированных и сверхлегированных режимах. Несмот- ря на значительные теоретические усилия [3,5,11,36], затраченные на изучение металл–диэлектрик перехо- дов и разделения фаз в легированных ВТСП купратах, проявляющихся в их различных электронных свойст- вах (в частности, магнитной восприимчивости), все еще нет достаточной ясности в понимании этих фун- даментальных свойств ВТСП материалов. При этом существующие теоретические модели, как правило, основаны на андерсоновской локализации носителей заряда (см. [2,11]) и на сильных электронных корреляци- ях, которые играют важную роль лишь в нелегирован- ных купратах [11,12,19,37]. Такие модели игнорируют доминирующую роль сильных электрон-фононных взаимодействий в явлениях локализации носителей заряда и образовании локализованных электронных состояний внутри энергетической щели переноса заря- да купратов, а также в металл–диэлектрик переходах [4,5,15,16,30]. Поэтому эти теоретические модели ока- зались неадекватными для ВТСП материалов и натал- киваются на принципиальные трудности при описании физических процессов в них. Из вышеизложенного следует, что решение проблемы металл–диэлектрик переходов и выяснение природы различных аномалий магнитной восприимчивости легированных ВТСП ма- териалов требует новых теоретических подходов, выхо- дящих за рамки существующих стандартных теорий диэлектриков и металлов, которые оказались неадекват- ными для этих систем. В настоящей работе нами изуче- ны механизмы металл–диэлектрик переходов и магнит- ной восприимчивости в ВТСП купратах с различными уровнями их легирования. 1346 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях 2. Механизмы локализации носителей заряда и металл–диэлектрик переходы в легированных купратах При дырочном легировании купратов свободные дырочные носители, сначала появляющиеся в валент- ной зоне кислорода, в дальнейшем будут взаимодейст- вовать с акустическими и оптическими колебаниями решетки и автолокализовываться в деформируемой решетке [4,5]. Эти носители заряда в полярных ВТСП купратах будут одеты локальной деформацией решет- ки и являются поляронами, которые перемещаются вместе со своими деформационными (называемыми также поляризационными) «шубами». Теоретические [4,38,39] и экспериментальные [16,40–42] исследова- ния показывают, что носителями заряда в легирован- ных купратах являются поляроны с эффективными массами (2–3)p em m [16,43] (где em — масса свобод- ного электрона). В слаболегированных купратах спа- ривание поляронов в реальном пространстве приводит к образованию биполяронов. Тогда как куперовское спаривание поляронов происходит при более высоких уровнях легирования, при которых образуются доста- точно широкие поляронные зоны. Поэтому в нашей модели мы предполагаем, что основными состояниями дырочных носителей заряда в купратах являются их автолокализованные (т.е. поляронные и биполяронные) состояния, лежащие в энергетической щели переноса зарядов этих материалов, между нижней (LHB) и верх- ней (UHB) зонами Хаббарда (рис. 1). В легированных неоднородных купратах сильное электрон-фононное взаимодействие может играть важную роль в локализа- ции носителей заряда и металл–диэлектрик переходах. Дырочно-легированные купраты являются неоднород- ными системами (где пространственное распределение носителей заряда неоднородно) и недолегированные ВТСП купраты являются более неоднородными, чем сверхлегированные купраты [44]. Можно предпола- гать, что дырочные носители заряда (т.е. дырочные поляроны) в этих системах сегрегируются в дырочно- насыщенные и дырочно-обедненные области в резуль- тате их специфического упорядочения. При этом раз- личные сверхрешетки и энергетические зоны полярон- ных носителей образуются при их неоднородном пространственном распределении. С уменьшением расстояния между поляронными носителями полярон- ная зона, лежащая внутри энергетической щели пере- носа заряда купратов (рис. 1), непрерывно сужается (в дырочно-обедненных областях), и эти носители будут постепенно переходить в локализованные состояния. Это означает, что металлическая проводимость носи- телей в более широкой поляронной зоне (т.е. в дыроч- но-насыщенных областях) сменяется прыжковой про- водимостью в узкой поляронной зоне и система становится диэлектриком. В данном случае возникает важный вопрос, каким образом и при каком уровне легирования ширина зоны поляронов превышает неко- торое критическое значение, выше которого полярон- ный транспорт становится металлическим и легиро- ванный купратный материал может испытывать фазовый переход из диэлектрического в металлическое состояние. Условие локализации или делокализации носителей заряда можно определить, используя прин- цип неопределенности, / 2p x∆ ∆ ≥  , (1) где p∆ и x∆ — неопределенности импульса и коорди- наты носителя соответственно. Вышеприведенное соотношение неопределенности можно представить в виде [39] 2 2( ) 1 , 2 2p kx E m k ∆ ∆ ∆ ∆   (2) где E∆ и k∆ — неопределенности в энергии и волно- вом векторе носителя. Выражение 2 2( ) /2 pk m∆ в уравнении (2) представляет неопределенность кинети- ческой энергии поляронов. С другой стороны, в поляронной зоне неопределен- ность кинетической энергии носителей заряда порядка энергии Ферми Fε поляронных носителей, и неопреде- ленность в их волновом векторе составляет около 1/a (a — постоянная решетки). Таким образом, соотноше- ние (2) может быть записано в виде 2 F ax E ε ⋅ ∆ ∆  . (3) Неопределенность энергии E∆ большого полярона обозначим pE , а неопределенность координаты x∆ этого носителя будет определяться радиусом большого полярона pR . Таким образом, условие локализации носителей заряда или металл–диэлектрик перехода может быть записано в виде 0,5p F p E a Rε  . (4) Рис. 1. Схематическая зонная структура (плотность состоя- ний как функция энергии ε ) легированных купратов. LHB — нижняя и UHB — верхняя зоны Хаббарда, P — поляронная зона, Fε — энергия Ферми поляронной зоны. Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 1347 С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов Рассмотрим теперь вопрос о возможности металл– диэлектрик переходов в легированных купратах. Энер- гия Ферми больших поляронов дается выражением 2 2 2/3(3 )= 2F p n m π ε  . (5) Согласно уравнения (4), при определенном уровне ле- гирования = cn n или = = /c c ax x n n (где = 1/a an V — концентрация атомов кристаллической решетки, aV — объем, приходящийся на формульную единицу CuO2 в купратах) и / 1pa R  , получим следующий критерий металл–диэлектрик перехода: 3/2 1 2 2 41= 3 p p p c a m E R x n a     π   . (6) Для простой кубической, объемно-центрированной и гранецентрированной кубической сверхрешеток поля- ронов с координационными числами z = 6, 8 и 12 по- стоянные решетки могут быть определены соответст- венно из соотношений 2 =R a (или 2 =p pR a ), 2 = ( 3/2)pR a и 2 = ( / 2)pR a . Используя критерии (6) металл–диэлектрик переходов для случаев простой кубической и объемно-центрированной кубической сверхрешетки поляронов, можно записать в виде 3/2 3/2 1 2 2 2 3 21 1= = (2 ) 3 3 p p c p p a a m E x m E n n     π π   , (7) 3/2 3/2 2 2 2 2 34 4 1 1= = ( ) 3 3 p p c p p a a m E x m E n n     π π   . (8) Теперь оценим 1cx и 2cx и будем полагать 2,5p em m для дырочно-легированных купратов. При этом исполь- зуем рассчитанные значения pE  (0,124–0,170) эВ (при = 3,5∞ε и =η 0,02–0,10), pE  (0,074–0,10) эВ (при = 4,5∞ε и =η 0,02–0,10) для La2–xSrxCuO4 (LSCO) и pE  (0,124–0,171) эВ (при = 3,5∞ε и =η = 0,02–0,10), pE  (0,094–0,130) эВ (при = 4,0∞ε и =η = 0,02–0,10) для YBa2Cu3O6+х (YBCO) [39]. Принимая во внимание, что приблизительные зна- чения aV в LSCO и YBCO соответственно равны 190 и 100 Å3, получаем 220,53 10an ⋅ см–3 (для LSCO) и 2210an  см–3 (для YBCO). Используя соотношения (7), (8) и приведенные выше значения параметров ( pm , pE и an ), находим значения критических концентра- ций поляронных носителей 1cx  0,068–0,237 и 2cx   0,054–0,191 для LSCO и 1cx  0,052–0,127 и 2cx   0,041–0,102 для YBCO, при которых происходят металл–диэлектрик переходы в LSCO и YBCO. Полу- ченные нами результаты для 1cx и 2cx хорошо согла- суются с существующими экспериментальными дан- ными по металл–диэлектрик переходам при критических уровнях легирования = 0,04–0,135cx купратных соеди- нений LSCO и YBCO [2,32–35,45–48]. Видно, что в неод- нородных дырочно-легированных купратах сегрегация носителей в дырочно-насыщенных (металлических) и дырочно-обедненных (диэлектрических) областях и металл–диэлектрик переходы могут происходить в ши- роком диапазоне концентрации дырок, начиная от 0,03x  (слаболегированная область) до 0,135x  (слег- ка недолегированная область). Таким образом, получен- ные нами результаты показывают, что металлические и диэлектрические фазы в этих материалах сосуществуют при значениях легирования, лежащих в интервале 0,041 0,135x≤ ≤ , и подавление сверхпроводимости бу- дет происходить в недолегированных купратах при маги- ческом значении легирования = 1/8(= 0,125)x из-за уве- личения диэлектрических областей при < 0,125x . 3. Магнитная восприимчивость купратов в различных режимах легирования Легированные ВТСП купраты являются уникаль- ными материалами, проявляющими весьма необычные нормальные свойства в недолегированном, оптимально легированном и даже сверхлегированном режимах [2,5,8,17–19,21,49]. Причины происхождения необыч- ных электронных свойств этих ВТСП систем в их нор- мальном состоянии были центральными вопросами в изучении экзотических ВТСП материалов за последние десятилетия. Попытки объяснить необычные темпера- турные зависимости сопротивления легированных ВТСП купратов (в частности, аномальное диэлектри- ческое и металлическое поведение сопротивления) и образование различных псевдощелей выше cT привели к многочисленным противоречивым предположениям (см. [5,8,50–52]). В этой связи изучение температур- ных зависимостей магнитной восприимчивости ВТСП купратов ( )Tχ при различных уровнях легирования может обеспечить полезной информацией о механиз- мах металл–диэлектрик переходов и образования псевдощелей в этих материалах. Здесь нами развит теоретический подход к определению температурной зависимости магнитной восприимчивости легирован- ных ВТСП купратов, выходящий за рамки теории обычных металлов. В слаболегированных купратах как дефектные центры, так и поляроны (которые являются продуктами термического распада биполяронов) дают вклад в ( )Tχ . Поэтому магнитную восприимчивость слаболегированных купратов можно определить из выражения ( ) = ( ) ( ) =D pT T Tχ χ + χ 2 2 0 = 2 ( ) pB D B B f n D d k T ∞ ∂µ − µ ε ε ∂ε∫ , (9) 1348 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях где ( )D Tχ и * ( )p Tχ — соответственно вклады дефект- ных центров и поляронных носителей в ( )Tχ , * 1= {exp[ / ] 1}p bB Bf E k T −ε + + — функция ферми- распределения для поляронов, Bµ — магнетон Бора, bBE — энергия связи большого биполярона, Dn — концен- трация дефектных центров, 3/2 2 3( ) = ( 2 / )pD mε π ε — плотность состояний поляронов. Первый член в (9) есть не что иное, как закон Кюри ( ) 1/D T Tχ  для локализованных носителей. Тогда как вклад термически диссоциирующих биполяронов в ( )Tχ будет равен 2 3/2 * 2 3 2 2 ( ) = B p B p m k T T µ χ × π  / / 2 0 ee (e e 1) x E k TbB B E k T xbB B x dx ∞ × + ∫ . (10) Подставляя (10) в (9), получаем 2 3/22 2 3 2 2 ( ) ( ) = B p BB D B m k T T n k T  µµ χ + ×  π  / / 2 0 e e (e e 1) x E k TbB B E k T xbB B x dx ∞  × +  ∫ . (11) Изменение ( )Tχ с температурой показано на рис. 2 и 3. Как видно на рис. 2 и 3, ( )Tχ в слаболегированных купратах сначала уменьшается с возрастанием темпера- туры, достигает минимума при некоторой температуре и затем увеличивается в соответствии с эксперименталь- ными температурными зависимостями ( )Tχ в слаболе- гированных образцах LSCO (х = 0,04–0,05) [53]. Очевидно, что температурная зависимость χ, опи- сываемая уравнением (11), обусловлена локализацией носителей (или диэлектрическим поведением слаболе- гированных купратов). Когда концентрации примес- ных центров и поляронов увеличиваются, локализо- ванные примесные и поляронные состояния образуют соответственно энергетические зоны примесей и поля- ронов, в которых зонное движение носителей заряда приводит к металлическому поведению проводимости и магнитной восприимчивости выше cT . Поэтому не- долегированные, оптимально легированные и уме- ренно сверхлегированные ВТСП купраты с вырож- денными ферми-газами поляронов становятся необычными металлами, проявляющими псевдощеле- вое поведение при > cT T . Можно считать, что в не- обычном металлическом состоянии ВТСП купратов куперовское спаривание поляронов выше cT будет происходить в поляронной зоне, тогда как дырочные носители в примесной зоне остаются неспаренными. При этом прекурсивное куперовское спаривание поля- ронов и образование поляронных куперовских пар ста- новятся возможными в нормальном состоянии ВТСП купратов ниже некоторой характеристической темпе- ратуры (> )cT T . В недолегированных и оптимально легированных ВТСП купратах неспаренные носители в примесной зоне, термически диссоциированные бипо- ляроны и поляронные куперовские пары дают вклад в ( )Tχ . Поэтому, учитывая вклады дефектных центров Dχ , носителей в примесной зоне Iχ и поляронных компонентов диссоциированных биполяронов pχ и куперовских пар Cχ в магнитную восприимчивость этих ВТСП материалов, полное выражение для ( )Tχ можно написать в виде ( ) = ( ) ( ) ( ) ( )D I p CT T T T Tχ χ + χ + χ + χ , (12) где 2( ) = /D B D BT n k Tχ µ , Dn — концентрация дефект- ных центров, Рис. 2. Температурная зависимость χ в слаболегированных купратах La2–xSrxCuO4 при х = 0,04 с параметрами = 4,2 ,p em m 20= 0,18 10Dn ⋅ см–3, ρ = 4,1 г/см3, bBE = 0,006 эВ. Теорети- ческие результаты (сплошные кривые) сравнены с эксперимен- тальными данными () [53]. Рис. 3. Температурная зависимость χ в слабо легированных купратах La2–xSrxCuO4 при х = 0,05 с параметрами = 4,1p em m , 20= 0,18 10Dn ⋅ см–3, ρ = 4,1 г/см3, bBE = 0,004 эВ. Теорети- ческие результаты (сплошные кривые) сравнены с эксперимен- тальными данными () [53]. Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 1349 С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов 2 0 ( ) ( ) = 2 ( ) I I B I fT D d ∞ ∂ ε χ − µ ε ε ∂ε∫ , (13) 3/2 2 3( ) = ( 2( ) )/I ID mε ε π  и ( )/ 1( ) =[ 1]k TFI BIf e ε−ε −ε + соответственно плотность состояний и функция фер- ми-распределения носителей в примесной зоне, Im и FIε — соответственно масса и энергия Ферми носите- лей в этой зоне, 2* 0 ( ) ( ) = 2 ( ) p p B p f T D d ∞ ∂ ε χ − µ ε ε ∂ε∫ , (14) 3/2 2 3( ) = ( 2( ) ) /p pD mε ε π  — плотность состояний поляронов, ( )/* 1( ) = [e 1]E k TbB Bpf ε+ −ε + — функция ферми-распределения для поляронов, которые появ- ляются при термической диссоциации биполяронов, 2 0 ( ) ( ) = 2 ( ) c C B c f T D d ∞ ∂ ε χ − µ ε ε ∂ε∫ , (15) ( ) = ( )/2c pD Dε ε — плотность состояний поляронов с одним спином, введенная в БКШ подобной теории спаривания [5], 1 2 2( ) /( ) = e 1T k TBcf − ε +∆  ε +     — функция ферми-распределения для возбужденных по- ляронных компонент куперовских пар, ∆ БКШ по- добная энергетическая щель (или псевдощель) в спек- трах возбуждения поляронных куперовских пар, определяемая из уравнения * *( ) = 1,76 tanh(1,85 1).B TT k T T ∆ − (16) Отметим, что основной вклад в ( )C Tχ и БКШ подоб- ное спаривание поляронов вносят поляронные носите- ли, энергии которых близки к энергии Ферми поляро- нов Fε . При этом функция ( ( ) / )cf−∂ ε ∂ε ближе к дельта-функции, и поэтому ( )cD ε можно заменить на ( )c FD ε . В результате получим ( )/2 1( ) 2 ( ( ))[1 e ] ,T k TBC B c FT D T ∆ −χ µ ε + (17) где 2 2( ) = (0)[1 ( /12)( / (0)) ]F F B FT k Tε ε − π ε при (0) >> .F Bk Tε Тогда выражение (12) приобретает следующий вид: _____________________________________________________ ( )/3/2 2 2 3 ( )/ 2 0 2 2 e( ) [e 1] k TFI BD I FI B k TFI BB BB n mT d k T k Tk T ∞ ε−ε ε−ε  ε − εχ µ + ε + π +  ∫  3/2 3/2( )/ 2 2 3 ( )/ 2 32 ( )/0 2 2 2 ( )e 1 (0) . 12 (0)2[e 1] (1 e ) E k TbB Bp p B FE k TbB B T k T FBB m m k Td k T ∞ ε+ ε+ ∆  π + ε + ε −  επ π+ +  ∫   (18) ________________________________________________ В нормальном состоянии недолегированных и опти- мально легированных ВТСП купратов БКШ подобная псевдощель ( )T∆ появляется в спектрах возбуждения ВТСП купратов ниже характеристической температу- ры (> )cT T . При высоких температурах >>T T эти ВТСП купраты ведут себя как нормальные металлы и магнитная восприимчивость слабо зависит от темпера- туры. Выше T магнитная восприимчивость ( )Tχ этих материалов, определяемая из (18), начинает уменьшаться с уменьшением T . Ниже температуры (> )cT T умень- шение ( )Tχ с уменьшением T становится более быстрым из-за появления так называемой БКШ подобной псевдо- щели ( )T∆ в спектрах возбуждения ВТСП купратов (см. рис. 4). Для ВТСП материалов YBa2Cu3O6+x плот- ность и молярная масса соответственно равны ρ = = 6,4 г/см3 и 670M  г/моль [54]. Теперь рассмотрим умеренно сверхлегированные ВТСП купраты, где биполяроны отсутствуют и темпе- ратура образования БКШ подобной псевдощели T будет очень близка к cT . При этом дефектные центры, носители в примесной зоне и поляронные компоненты диссоциированных куперовских пар дают вклады в магнитную восприимчивость этих ВТСП материалов и полное выражение для ( )Tχ можно написать в виде Рис. 4. Сравнение теоретических результатов (сплошные кривые) для магнитной восприимчивости ВТСП купратов YBa2Cu3O6+x с экспериментальными данными при x = = 0,57 () [55] с параметрами = 2,3p em m , = 3,3I em m , 19= 0,01 10Dn ⋅ см–3, (0)Fε = 0,13 эВ, FIε = 0,08 эВ, bBE = = 0,001 эВ. 1350 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях ( ) = ( ) ( ) ( )D I CT T T Tχ χ + χ + χ = 3/2 2 2 3 2 2 = ( )D I B FI B B n m T k T k T  µ + ε + π   3/2 2 2 3 ( )/ 2 ( )1 (0) . 12 (0)2 (1 e ) p B F T k T FB m k T ∆  π + ε − επ +   (19) В этом случае температурная зависимость магнит- ной восприимчивости умеренно сверхлегированных ВТСП купратов, определяемая выражением (19), будет почти такой же, как в обычных металлах (см. рис. 5). Таким образом, наиболее полно экспериментальные результаты по магнитной восприимчивости ВТСП купратов в их нормальном состоянии описываются изложенной выше теорией, учитывающей возможные вклады носителей в примесной зоне и локализованных на дефектах решетки и вклады поляронных компонент диссоциированных биполяронов и куперовских пар поляронов. 4. Заключение Исследованы механизмы локализации дырочных носителей и металл–диэлектрик переходов, а также возможности проявления этих явлений в температур- ной зависимости магнитной восприимчивости χ в ле- гированных купратах. При этом нами предложено аде- кватное количественное теоретическое описание металл–диэлектрик переходов и необычного поведения ( )Tχ в купратных соединениях при различных режи- мах их легирования 0,04–0,20x  с учетом возможно- сти существования различных типов носителей, таких как носители, локализованные на примесных и де- фектных центрах, большие биполяроны и поляронные куперовские пары. Показано, что в LSCO и YBCO ме- талл–диэлектрик переходы, вызванные сильным ды- рочно-решеточным взаимодействием, реализуются как в слаболегированных ( 0,03–0,05x ≈ ), так и в не- долегированных ( 0,05–0,135x ≈ ) купратах. Далее, определены температурные зависимости магнитной восприимчивости χ слаболегированных купратов, в которых ( )Tχ сначала уменьшается с возрастанием тем- пературы по закону Кюри, достигает минимума при некоторой температуре и затем увеличивается в соот- ветствии с экспериментальными температурными зави- симостями ( )Tχ в LSCO (при x = 0,04–0,05). Установ- лена природа необычного поведения магнитной восприимчивости ( )Tχ недолегированных ВТСП купра- тов YBa2Cu3O6+x в металлическом состоянии (т.е. выше cT ) и определены законы ее изменения, согласно кото- рым ( )Tχ при высоких температурах (т.е. при >>T T ) слабо зависит от температуры T , но с уменьшением T она уменьшается из-за локализации носителей на де- фектных и примесных центрах, а затем ее уменьшение становится более быстрым из-за куперовского спарива- ния поляронных носителей и появления БКШ подобной псевдощели ( )T∆ в спектрах возбуждения ВТСП куп- ратов. Нами также показано, что в умеренно сверхлеги- рованных купратах (где T очень близко к )cT поведе- ния ( )Tχ будут такими же, как в нормальных металлах. Авторы благодарны Э.М. Ибрагимовой, Э.М. Турсу- нову и Э.Х. Каримбаеву за обсуждение результатов ра- боты. Эта работа поддержана грантом «Ф2–ФА–Ф120» Комитета по координации развития науки и технологий при Кабинете Министров РУз. 1. N.F. Mott, Metal-Insulator Transitions, Taylor and Francis, London (1990). 2. M. Imada, A. Fujimori, and Y. Tokura, Rev. Mod. Phys. 70, 1039 (1998). 3. B. Sacépé, T. Dubouchet, C. Chapelier, M. Sanquer, M. Ovadia, D. Shahar, M. Feigel’man, and L. Ioffe, Nature Phys. 7, 239 (2011). 4. D. Emin, Polarons, Cambridge University Press, Cambridge (2013). 5. S. Dzhumanov, Theory of Conventional and Unconventional Superconductivity in the High- cT Cuprates and Other Systems, Nova Science Publishers, New York (2013). 6. F. Walz, J. Phys.: Condens. Matter 14, R285 (2002). 7. P.P. Edwards, M.T.J. Lodge, F. Hensel, and R. Redmer, Phil. Trans. R. Soc. A 368, 941 (2010). 8. С.И. Веденеев, УФН 182, 669 (2012). 9. R.V. Vovk, N.R. Vovk, O.V. Shekhovtsov, I.L. Goulatis, and A. Chroneos, Supercond. Sci. Technol. 26, 085017 (2013). 10. V.V. Moshchalkov, Physica C 156, 473 (1988). 11. А.А. Абрикосов, Physica C 258, 53 (1996); Phys. Usp. 41, 605 (1998). 12. A.N. Lavrov and V.F. Gandmakher, Phys. Usp. 41, 223 (1998). Рис. 5. Сравнение теоретических результатов (сплошные кривые) для магнитной восприимчивости ВТСП купратов YBa2Cu3O6+x с экспериментальными данными при x = = 0,97 () [55] с параметрами = 2,1p em m , = 2,8I em m , 19= 0,01 10Dn ⋅ см–3, (0)Fε = 0,24 эВ, FIε = 0,15 эВ. Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 1351 С. Джуманов, У.Т. Курбанов, З.С. Худайбердиев, А.Р. Хафизов 13. H. Okazaki, T. Wakita, T. Muro, T. Nakamura, Y. Muraoka, T. Yokoya, S-I. Kurihara, H. Kawarada, T. Oguchi, and Y. Takano, arxiv:1411.7752v1 [cond-mat.supr-con]. 14. Д.Т. Макерт, Я. Даличауч, М.Б. Мейпл, Редкоземельные и другие замещения в высокотемпературных оксидных сверхпроводниках, в кн: Физические свойства высоко- температурных сверхпроводников, Д.М. Гинзберг (ред.), Мир, Москва (1990), с. 265. 15. Г.М. Элиашберг, Электронная структура и физические свойства ВТСП, в кн: Физические свойства высоко- температурных сверхпроводников, Д.М. Гинзберг (ред.), Мир, Москва (1990), с. 505. 16. M.A. Kastner, R.J. Birgeneau, G. Shirane, and Y. Endoh, Rev. Mod. Phys. 70, 897 (1998). 17. J.L. Tallon and J.W. Loram, Physica C 349, 53 (2001). 18. М.В. Садовский, УФН 171, 539 (2001). 19. P.A. Lee, N. Nagaosa, and X.-G. Wen, Rev. Mod. Phys. 78, 17 (2006). 20. Л.А. Боярский, ФНТ 32, 1078 (2006) [Low Temp. Phys. 32 819 (2006)]. 21. A.L. Solovjov and M.A. Tkachenko, arxiv:1112.3812v [cond- mat.supr-con]. 22. А.Л. Соловьев, В.М. Дмитриев, ФНТ 35, 227 (2009) [Low Temp. Phys. 35, 169 (2009)]. 23. A. Shekhter, B.J. Ramshaw, Ruixing Liang, W.N. Hardy, D.A. Bonn, Fedor F. Balakirev, Ross D. McDonald, Jon B. Betts, Scott C. Riggs, and Albert Migliori, Nature 498, 75 (2013). 24. N. Doiron-Leyraud, S. Lepault, O. Cyr-Choiniere, B. Vignolle, G. Grissonnanche, F. Laliberte, J. Chang, N. Barisic, M.K. Chan, L. Ji, X. Zhao, Y. Li, M. Greven, C. Proust, and L. Taillefer, Phys. Rev. X 3, 021019 (2013). 25. N.F. Mott and E.A. Devis, Electronic Processes in Non- Crystalline Materials, Mir, Moscow (1974). 26. Д.М. Гинзберг, Введение, история открытия и обзор свойств высокотемпературных сверхпроводников, в кн: Физические свойства высокотемпературных сверхпро- водников, Д.М. Гинзберг (ред.), Мир, Москва (1990), с. 8. 27. V.J. Emery and S.A. Kivelson, Nature 374, 434 (1995). 28. C.M. Varma, Phys. Rev. B 55, 14554 (1997). 29. B.P. Stojkovic and D.Pines, Phys. Rev. B55, 8576 (1997). 30. A.S. Alexandrov, Theory of superconductivity: from Weak to Strong Coupling, IoP Publishing, Bristol (2003). 31. В.И. Белявский, Ю.В. Копаев, УФН 175, 191 (2005). 32. S. Ono, Y. Ando, T. Murayama, F.F. Balakirev, J.B. Betts, and G.S. Boebinger, Physica C 357–360, 138 (2001). 33. Y. Ando, S. Ono, X.F. Sun, J. Takeya, F.F. Balakirev, J.B. Betts, and G.S. Boebinger, Phys. Rev. Lett. 92, 247004 (2004). 34. G.S. Boebinger, Y. Ando, A. Passner, T. Kimura, M. Okuya, J. Shimoyama, K. Kishio, K. Tamasaku, N. Ichikawa, and S. Uchida, Phys. Rev. Lett. 77, 5417 (1996). 35. Н.В. Анушкова, А.И. Головашкин, Л.Н. Иванова, А.П. Русаков, ЖЭТФ 123, 1188 (2003). 36. S. Dzhumanov and U.T. Kurbanov, Superlattices and Micro- structures 84, 66 (2015). 37. J. Zaanen, cond-mat/0103255. 38. J.T. Devreese and A.S. Alexandrov, Rep. Prog. Phys. 72, 066501 (2009). 39. S. Dzhumanov, P.J. Baimatov, O.K. Ganiev, Z.S. Khudayberdiev, and B.V. Turimov, J. Phys. Chem. Solids 73, 484 (2012). 40. S. Sugai, Physica C 185–189, 76 (1991). 41. X.X. Bi and P.C. Eklund, Phys. Rev. Lett. 70, 2625 (1993). 42. V.Z. Kresin and S.A. Wolf, Rev. Mod. Phys. 81, 481 (2009). 43. D.N. Basov and T. Timusk, Rev. Mod. Phys. 77, 721 (2005). 44. T. Kato, T. Noguchi, R. Saito, T. Machida, and H. Sakata, Physica C 460–462, 880 (2007). 45. J. Fink, N. Nucker, M. Alexander, H. Romberg, M. Knupeer, M. Merkel, P. Adelmann, R. Claessen, G. Mante, T. Buslaps, S. Harm, R. Manzke, and M. Skibowski, Physica C 185– 189, 45 (1991). 46. B. Nachumi, Y. Fudamoto, A. Keren, K.M. Kojima, M. Larkin, G.M. Luke, J. Merrin, O. Tchernyshyov, Y.J. Uemura, N. Ichikawa, M. Goto, H. Takagi, S. Uchida, M.K. Crawford, E.M. McCarron, D.E. MacLaughlin, and R.H. Heffner, Phys. Rev. B 58, 8760 (1998). 47. S. Komiya, Y. Ando, X.F. Sun, and A.N. Lavrov, Phys. Rev. B 65, 214535 (2002). 48. M. Hucker, G.D. Gu, J.M. Tranquada, M.V. Zimmermann, H.-H. Klauss, N.J. Curro, M. Braden, and B. Buchner, Physica C 460–462, 170 (2007); S. Strassle, J. Roos, M. Mali, K. Conder, E. Pomjakushina, and H. Keller, Physica C 460–462, 890 (2007). 49. S. Dzhumanov, O.K. Ganiev, and Sh.S. Djumanov, Physica B 427, 22 (2013). 50. S. Dzhumanov, O.K. Ganiev, and Sh.S. Djumanov, Physica B 440, 17 (2014). 51. S. Dzhumanov, E.X. Karimboev, U.T. Kurbanov, O.K. Ganiev, and Sh.S. Djumanov, Superlattices and Micro- structures 68, 6 (2014). 52. S. Badoux, W. Tabis, F. Laliberte, G. Grissonnanche, B. Vignolle, D.Vignolles, J. Beard, D.A. Bonn, W.N. Hardy, R. Liang, N. Doiron-Leyraud, Louis Taillefer, and Cyril Proust, Natue 531, 210 (2016). 53. T. Nakano, M. Oda, C. Manabe, N. Momono, Y. Miura, and M. Ido, Phys. Rev. B 49, 16000 (1994). 54. https://ru.wikipedia.org/. 55. J.W. Loram, K.A. Mirza, J.M. Wade, J.R. Cooper, and W.Y. Liang, Physica C 235–240, 134 (1994). Metal–insulator transitions and the magnetic susceptibility in doped cuprate compounds S. Dzhumanov, U.T. Kurbanov, Z.S. Khudayberdiev, and A.R. Hafizov The results of the theoretical study of the possibil- ity of hole carriers localization and metal-insulator transitions that occur in the temperature dependences of the magnetic susceptibility ( )Tχ of doped copper- oxide (cuprate) compounds are presented. The criteria 1352 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях are analyzed for the metal-insulator transitions caused by a strong hole-lattice interaction and by the for- mation of very narrow polaron bands in these materi- als with decreasing the level of doping x . It has been shown that such metal-insulator transitions in doped cuprates La2–xSrxCuO4 and YBa2Cu3O6+x occur in the underdoped regime (i.e., when x varies from 0.04 to 0.12). The characteristic temperature dependences ( )Tχ are determined in the high- cT cuprates with different levels of doping. The obtained results are in a good agreement with the experimental data on metal- insulator transitions and the magnetic susceptibility in the high- cT cuprates. PACS: 71.30.+h Metal-insulator transitions and oth- er electronic transitions; 74.20.–z Theories and models of supercon- ducting state; 74.25. Ha Magnetic properties including vor- tex structures and related phenomena; 74.72.–h Cuprate superconductors. Keywords: metal-insulator transition; magnetic sus- ceptibility; high- cT cuprates. Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 11 1353 1. Введение 2. Механизмы локализации носителей заряда и металл–диэлектрик переходы в легированных купратах 3. Магнитная восприимчивость купратов в различных режимах легирования 4. Заключение

Металл–диэлектрик переходы и магнитная восприимчивость в легированных купратных соединениях

Репозитарії

Схожі ресурси