نویسندگان

چکیده

خواص ساختاری, ترابردی و مغناطیسی نمونه های روتنوکوپرات Ru(Gd1.5-xPrx) Ce0.5Sr2Cu2O10-d با 0 ≤ x ≤0.1و RuGd1.5(Ce0.5-xPrx) Sr2Cu2O10-d با0 ≤ x ≤ 0.2 که به روش واکنش حالت جامد ساخته شدند, با نمونه RuGd1.5(GdxCe0.5-x) Sr2Cu2O10-d با0 ≤ x ≤ 0.3  مقایسه گردید. طیف پراش اشعه X نمونه های مختلف به دست آمد و پارامترهای شبکه بر حسب مقادیر متفاوت آلایش Pr توسط تحلیل ریتولد محاسبه شد. جهت بررسی خواص مغناطیسی و ابررسانایی در این سیستمهای لایه ای با مقادیر متفاوت Pr, مقاومت ویژه و مقاومت مغناطیسی نمونه ها در میدانهای مختلف از 0 تا 15 kOe و در دماهای مختلف اندازه گیری شدند. دماهای گذار ابر رسانایی (Tc) و مغناطیسی (Tirr) به وسیله منحنیهای مقاومت و پذیرفتاری مغناطیسی متناوب به دست آمدند. افت Tc در جانشینهای Gd و Pr به جای Ce و Pr به جای Gd, نشان دهنده رقابت میان شکست جفت توسط ناخالصیهای مغناطیسی, نفوذ حفره به علت ظرفیتهای متفاوت یونها, شعاعهای یونی متفاوت, و میزان اکسیژن در نمونه هاست. در نمونه هایی که در آنها Pr به جای Gd جانشین شده است, افت ابررسانایی بسیار سریع تر از نمونه هایی است که در آنها Pr و Gd به جای Ce جانشین شده اند. این امر نشان می دهد که تاثیر نفوذ حفره و شکست جفت به وسیله ناخالصیهای مغناطیسی, قویتر از عامل تفاوت در شعاعهای یونی است. در جایگزینی Pr با Gd تفاوت اندک میان شعاع یونهای Pr و Gd و همچنین جذب بیشتر اکسیژن به علت بالاتر بودن ظرفیت یون Pr نسبت به Gd سبب می شوند که فاصله متوسط ممانهای Ru-Ru در ساختارها کاهش یابد و در نتیجه برهمکنش تبادلی مغناطیسی با افزایش آلایش یون Pr قویتر شود. اما در جایگزینیهای Pr و Gd به جای Ce مساله متفاوت است. خواص مغناطیسی از جمله میدان وادارندگی (Hc) که به وسیله اندازه گیریهای مغناطش بر حسب میدان مغناطیسی اعمالی در دو دمای 300K و 77K به دست آمدند., با افزایش میزان Pr در ساختارهایی که Pr به جای Gd جایگزین شده است, افزایش می یابد. در جایگزینیهایی که در آنها Pr و Gd به جای Ce قرار گرفته اند, افزایش میزان آلایش کاهش خواص مغناطیسی را در پی دارد.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Ruthenocuprats: Playground for superconductivity and magnetism

نویسندگان [English]

  • A. Khajehnezhad
  • N. Nikseresht
  • H. Hadipour
  • M. Akhavan

چکیده [English]

 We have compared the structural, electrical, and magnetic properties of Ru(Gd1.5-xPrx)Ce0.5Sr2Cu2O10-δ (Pr/Gd samples) with x = 0.0, 0.01, 0.03, 0.033, 0.035, 0.04, 0.05, 0.06, 0.1 and RuGd1.5(Ce0.5-xPrx)Sr2Cu2O10-δ (Pr/Ce samples) with x = 0.0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.08, 0.1, 0.15, 0.2 prepared by the standard solid-state reaction technique with RuGd1.5(GdxCe0.5-x) Sr2Cu2O10-δ (Gd/Ce samples) with x= 0.0, 0.1, 0.2, 0.3. We obtained the XRD patterns for different samples with various x. The lattice parameters versus x for different substitutions have been obtained from the Rietveld analysis. To determine how the magnetic and superconducting properties of these layered cuprate systems can be affected by Pr substitution, the resistivity and magnetoresistivity, with Hext varying from 0.0 to 15 kOe, have been measured at various temperatures. Superconducting transition temperature Tc and magnetic transition Tirr have been obtained through resistivity and ac susceptibility measurements. The Tc suppression due to Gd/Ce, Pr/Gd and Pr/Ce substitutions show competition between pair breaking by magnetic impurity, hole doping due to different ionic valences, difference in ionic radii, and oxygen stoichiometry. Pr/Gd substitution suppresses superconductivity more rapidly than for Pr/Ce or Gd/Ce, showing that the effect of hole doping and pair breaking by magnetic impurity is stronger than the difference in ionic radii. In Pr/Gd substitution, the small difference between the ionic radii of Pr and Gd, and absorption of more oxygen due to higher valence of Pr with respect to Gd, decrease the mean Ru-Ru distance, and as a result, the magnetic exchange interaction becomes stronger with the increase of x. But, Pr/Ce and Gd/Ce substitutions have a reverse effect. The magnetic properties such as Hc, obtained through magnetization measurements versus applied magnetic field isoterm at 77K and room temperatures, become stronger with x in Pr/Gd and weaker with x in Pr/Ce and Gd/Ce substitutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ruthenocuprate
  • coexistence of magnetism and superconductivity
  • structural properties
  • electrical properties
  • magnetic properties

تحت نظارت وف بومی