Псевдощель и флуктуационная проводимость в монокристаллах Y₁–xPrxBa₂Cu₃O₇–δ с разной концентрацией празеодима

Abstract

Исследовано влияние допирования празеодимом на избыточную проводимость σ′(T) и псевдощель (ПЩ) ∆*(T) в монокристаллах YBa₂Cu₃O₇–δ при изменении концентрации Pr от х = 0 до х = 0,43. Установлено, что по мере увеличения х сопротивление образцов возрастает, а критическая температура Тс понижается. При этом форма кривых ρ(Т) меняется от металлической (х ≤ 0,34) до типичной для слабодопированных монокристаллов YBa₂Cu₃O₇–δ с характерным термоактивационным прогибом (x > 0,34). Независимо от величины х, вблизи Tc σ′(T) хорошо описывается флуктуационными теориями Асламазова–Ларкина и Маки– Томпсона, демонстрируя 3D–2D кроссовер при увеличении температуры. Температура кроссовера Т0 позволяет определить длину когерентности вдоль оси с, ξс(0). При х = 0 ∆*(T) демонстрирует характерный для пленок YBCO максимум при Tpair ≈ 110 К. С ростом х максимум при Tpair размывается, но появляется резко выраженный максимум ∆*(T) в области высоких температур, за которым следует линейный участок с положительным наклоном. Такая зависимость ∆*(T) является типичной для магнитных сверхпроводников и, наиболее вероятно, обусловлена влиянием собственного магнитного момента Pr (μPr ≈ 4µB).

Досліджено вплив допування празеодимом на надміцну провідність σ′(T) та псевдощілину (ПЩ) ∆*(T) в монокристалах YBa₂Cu₃O₇–δ при зміні концентрації Pr від х = 0 до х = 0,43. Встановлено, що в міру збільшення х опір зразків зростає, а критична температура Тс знижується. При цьому форма кривих ρ(Т) змінюється від металевої (х ≤ 0,34) до типової для слабодопованих монокристалів YBa₂Cu₃O₇–δ з характерним термоактиваційним прогином (x > 0,34). Незалежно від величини х, поблизу Тс σ′(T) добре описується флуктуаційними теоріями Асламазова–Ларкіна та Макі–Томпсона, демонструючи 3D–2D кросовер при збільшенні температури. Температура кросовера Т0 дозволяє визначити довжину когерентності вздовж осі с, ξс(0). При х = 0 ∆*(T) демонструє характерний для плівок YBCO максимум при Tpair ≈ 110 К. Із зростанням х максимум при Tpair розмивається, але з’являється різко виражений максимум ∆*(T) в області високих температур, за яким слідує лінійна ділянка з додатним нахилом. Така залежність ∆*(T) є типовою для магнітних надпровідників та, найбільш ймовірно, обумовлена впливом власного магнітного моменту Pr (μPr ≈ 4μB).

The effects of praseodymium doping on the excess conductivity σ′( T) and pseudogap (PG) Δ *(T) in Y₁–xPrxBa₂Cu₃O₇–δ single crystals with a change in the Pr concentration from x = 0 to x = 0.43 are presented. It is found that as x increases the resistance of the samples increases, whereas the critical temperature Tc drops. At the same time the shape of the ρ(T) curves changes from metallic ( x ≤ 0.34) to one that is typical for weakly doped YBa₂Cu₃O₇–δ single crystals with a characteristic thermally activated deflection (x > 0.34). Regardless of the value of x, close to Tc, σ′(T) is well described by the Aslamazov-Larkin and Maki-Thompson theories, demonstrating a 3D-2D crossover with increasing temperature. The crossover temperature T ₀ makes it possible to determine the coherence length along the c axis, ξ c(0). At x = 0, Δ *(T) displays a maximum at T pair ≈ 110 К that is typical for YBCO films. As x increases the maximum at T pair is washed out, but a pronounced maximum Δ *(T) in the high temperature region appears, followed by a linear section with a positive slope. Such a dependence Δ *(T) is normal for magnetic superconductors and is, most likely, caused by the influence of the intrinsic magnetic moment of Pr (μPr ≈ 4μB).