АНІЗОТРОПІЯ ПРОВІДНОСТІ І ПЕРЕХІД МЕТАЛ-ІЗОЛЯТОР МОНОКРИСТАЛІВ Y1-zPrzBa2Cu3O7-δ З РІЗНИМ ВМІСТОМ ПРАЗЕОДИМУ (огляд)

Анотація

У роботі проаналізовано результати досліджень впливу празеодиму на анізотропію електричного опору ρ_с(Т)/ρ_ab(Т) високотемпературних надпровідників Y_1-zPr_zBa₂Cu₃O_7-δ. Вплив домішок Pr на анізотропію провідності в цій системі має важливе значення як для прояснення природи високотемпературної надпровідності (ВТНП), так і для підвищення її критичних параметрів. Температурні залежності ρ_ab(Т) та ρ_с(Т) у нормальному стані мають лінійні ділянки від високих температур. Підвищення вмісту празеодиму, z, призводить до напівпровідникової форми кривих ρ_с(Т), але криві ρ_ab(Т) довше зберігають лінійну ділянку. Відхилення донизу від лінійної ходи при зниженні температури свідчить про появу надлишкової провідності. Критичні температури, T_c, вздовж та впоперек базисної площини різні, що пов'язується з переходом Фріделя у системі 1-2-3, який полягає в придушенні поперечної надпровідності за допомогою розростання кільцевих джозефсонівських вихорів у шаруватому надпровіднику. Це можливо при розпаді провідної підсистеми на кілька областей з різними Т_с. Розпад відбувається при структурному розупорядкуванні за рахунок допування ВТНП-купратів іновалентною домішкою або зміни вмісту кисню, та призводить до виникнення у системі електронейтральних областей – металевих та діелектричних. У такому випадку провідність зразка є стрибковою зі змінною довжиною стрибка, і анізотропія опору добре описується універсальним «законом 1/2». Індукована празеодимом кластеризація зразка може ініціювати перехід метал-діелектрик «андерсонівського» типу. Криві ρ_ab(Т) та ρ_с(Т) можна зробити апроксимованими у всьому інтервалі температур, враховуючи металеву, напівпровідникову та флуктуаційну провідності. Це дозволяє визначити температурні залежності анізотропії механізмів розсіювання носіїв заряду при різних z. Збільшення z викликає перехід метал-діелектрик, який завжди передує надпровідному переходу, та зменшення температури переходу. Відмінність механізмів провідності вздовж і впоперек шарів підкреслює відмінність ВТНП купратів від фермі-рідинних металів.