Состояние на границе лабильности - предпосылка высокотемпературной сверхпроводимости

Abstract

Показано, что в соединениях Вi-ВТСП с общей формулой Biz+2Cam-1CumOz+2m+1+δ (z+ — ионный заряд, m — число плоскостей CuO₂) зависимости от δ концентраций дырок проводимости в плоскости CuO₂ дырок на ионах Bi и кислорода в плоскостях Bi-O соответствуют состоянию на границе лабильности этих соединений. Полученные зависимости являются универсальными для соединений типа 2201, 2212 и 2223. Обнаружено хорошее согласие результатов расчета и заимствованных из литературных источников экспериментальных значений Тc и концентрации высоковалентных ионов висмута. Использование расчетов границы лабильности и представления о том, что значения основных параметров соответствуют состоянию на границе лабильности, позволяет рассчитать по этим экспериментальным данным значения кислородного индекса и концентрации низкозаряженных ионов кислорода. С другой стороны, поскольку именно при этих значениях параметров в соединениях реализуется высокотемпературная сверхпроводимость, то состояния на границе лабильности следует рассматривать как предпосылку ВТСП.

Показано, що у сполуках Ві-ВТНП з загальній формулюй Biz+2Cam-1CumOz+2m+1+δ (z+ — іонний заряд; m — число площин CuO₂) залежності від δ концентрацій дірок провідності у площині CuO₂ дірок на іонах Ві та кисню у площинах Ві-O відповідають стану на межі лабільності цих сполук. Одержані залежності з’являються універсальними для сполук типу 2201, 2212 та 2223. Виявлено добру згоду результатів розрахунку та запозичених із літературних джерел експериментальних значень Тс та концентрації високовалентних іонів вісмуту. Використання розрахунків межі лабільності та подання про те, що значення основних параметрів відповідають стану на межі лабільності, дозволяють розрахувати по цим експериментальним даним значення кисневого індекса та концентрації низькозаряджених іонів кисню. З іншого боку, оскільки саме при цих значеннях параметрів у сполуках реалізується високотемпературна надпровідність, стан на межі лабільності належить розглядати як передумову ВТНП.

It is shown that in HTS Bi-based compounds of the general formula Biz+2Cam-1CumOz+2m+1+δ (where z+ is the ion charge and m is the number of CuO₂ planes), δ-dependences of the conduction holes concentration in the CuO₂ plane, Bi and O ion holes in the Bi-O planes correspond to a near-labile state of these compounds. The dependences obtained are typical for the compounds of 2201, 2212 and 2223 type compounds. A satisfactory agreement is found between the calculated and the experimental values of Tc and concentration of the high-valence Bi ions taken from the literature. Using the calculated boundary conditions of lability and the fact that the values of main parameters correspond to a near-labile state, the values of oxygen index and concentration of the low-charged oxygen ions can be calculated from the experimental data. On the other hand, since the high-7c superconductivity is realized just at these values of parameters in the compounds the near-labile state may be considered as a prerequisite to high-Tc superconductivity.