بخشی از مقاله
چکیده
همراهی ابر رسانایی و مغناطیس یکی از مهمترین مسائل فیزیک ماده چگال در قرن حاضر است. بررسی دقیق هر کدام از این فازهادر مواد مختلف میتواندبه حل مسئله کمک کند در مواد موسوم به روتنوکوپراتها -که رده جدیدي از ابررساناهاي دماي بالا هستند.- از دماي گذار تا دماهاي پایین همراهی این دو فاز دیده میشود.ما در این مقاله سعی کردیم با بررسی ساز و کار رسانش در گذار فازهاي مختلفِحالت نرمال در این ماده به فهم حالت ابررسانایی کمک کنیم.
مقدمه
بررسی حالت هنجار ابررساناهاي دماي بالا نشان داده است که این مواد خواص غیرعادي از خود نشان می دهند. بین حالت ابررسانایی و هنجار این مواد رابطه جالبی وجود دارد بنابراین وضع حالت رساش ناحیه هنجار به وضع ابررسانایی در این مواد کمک می کند. براي همه ترکیبات اکسیدمسی در دماهاي بالا وابستگی خطی مقاومت به دما وجود دارد. مدلهاي بسیاري در این زمینه موجود است از مهمترین مدلها مدل پرش متغیر - VRH - است که در زمینه توصیف رفتار پروسکیتهاي ابررسانا در حالت هنجار موفقیت بیشتري از خود نشان داده است. [1] .از ترکیبات این نظریه - مدل مات - با نظریه پرکولاسیون کوانتومی معادله اي بدست می آیدکه می توان به وسیله ان بعد رسانش را از روش برازش محاسبه کرد. و به وسیله ان بر پرش و طول جایگزیدگی را تعیین کرد درروتنوکوپراتها بعد رسانش از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا به وسیله آن می توان تعیین کرد بین صفحات RuO2 و CuO2 انتقال بار صورت می گیرد یا نه.
بهرحال در مدل هدایت
هرشکستگی در نمودار نشانگر یک گذار فاز مغناطیسی است نمودار تجربی مقاومت ویژه- دماي روتنایدها در نقاط TAnti و Tirr در قسمت نرمال داراي چند شکستگی است. درواقع Ru - Gd2−xCex - Sr2C u2 O10−δ از دماهاي بالا تا دماهاي پایین 4 رفتار زیررا از خود نشان می دهد. [4,5] الف . دماي بالاي سیستم به صورت پارامغناطیس ب . در دماي زیرگذار آنتی فرومغناطیس شبکهRu آنتی فرو مغناطیس می شود - در نقطه - TAnti پ .درTirr یاTM یک فرومغناطیس ضعیف در سیستم القا می شود که منشا آن کج شدگی ممانهاي Ru است . Tirr نقطه اي است که در آن مقاومت FC وZFC براي میدانهاي پایین از هم جدا می شوند و یا نقطه اي که یک پیک در قسمت حقیقی آزمایش پذیرفتاريAC وجود دارد . کج شدگی ممانهاي ممکن است ناشی
از بر هم کنش - Dzyloshinsky-Moriya - DM بین ممانهاي همسایه باشد که خود ناشی از چرخش و کج شدگی 8 وجهی RuO6 است. ت . در دماهاي پایین ترازTc هردو فازFM وSC با هم هستند . بنابراین به این نتیجه می رسیم با توجه به این شکستگی ها یک اختلاف اساسی بین رسانش در فازهاي مختلف این ماده وجود دارد و بنابراین نقاط بین دو گذار متوالی را بطور جدا مورد بررسی قرار دادیم.نتایج حاصل به شرح زیر است:
بازه پارامغناطیس:
در حالت پارامغناطیس سازوکار غالب در رسانش از نوع سه بعدي براي3 نمونه 0/6، 0/3، x=0 بود. یعنی بهترین مقدار مربوط به P=1/4 بود در این حالت با افزایش دوپینگ Ce و افزایش اکسیژن نمونه مقدار Tc در رابطه Mott افزایش می یابد تا به یک مرحله حداکثر - براي - Ce0.3 و سپس دوباره شروع به کاهش می کند. و جالب این است که این افزایش و کاهش در Tc نمونه هاي مختلف Ru1222 با همان هارمونی وجود دارد. از طرف دیگر مقدار Tc در حالت رسانش سه بعدي متناسب است باعکس توان سوم طول جایگزیدگی[2] و بنابرایناحتمالاً بین کاهش طول پرش و افزایش Tc در دوپینگهاي مختلف Ce رابطه اي وجود دارد در واقع می توان گفت که هر سیستمی که طول جایگزیدگی کمتري دارد در دماي بالاتري ابررسانا می شود.
بازه پاد فرومغناطیس:
در حالت پاد فرومغناطیس باز هم مقدار p=1/4 است که دلالت بر رسانش سه بعدي دارد پس سازوکار رسانش براي نمونه ها نسبت به حالت پارامغناطیس ثابت است ولی تنها موردي که در این حالت تغییر کرده است مقدار Tc است و در نتیجه طول پرش هاپینگ به شدت افزایش یافته است.
بازه فرومغناطیس:
در حالت فرومغناطیس نمونه ابررساناي x=0/1 و غیر ابررساناي x=0/6 با رابطهP=1/2 برازش بهتري نشان دادند که تبعیت از رابطه گاف کولنی را نشان می دهد. همانطور که گفته شد رابطه گاف کولنی در حالتی صادق است که تعداد حاملها اندك باشد و همپوشانی و برهمکنش تبادلی کم باشد این امر با پایین بودن دماي گذار x=0 و همچنین نارسانا بودن نمونه 0/6 همخوانی دارد در رابطه گاف کولنی مقدار Tc با طول جایگزیدگی نسبت عکس دارد - - T0 ∝1/ a و همانطوریکه از جدول پیداست نمونه x=0/6 داراي Tc بزرگتر و در نتیجه طول جایگزیدگی کمتري نسبت به نمونه ابررساناي x=0/1 دارد و این با نارسانا بودن نمونه توافق دارد. مسئله بعدي این است که نمونه هاي میانی یعنی 0/3، = 0/4 x در حالت فرومغناطیسی از رابطه p=1/3 تبعیت می کننددو -
