Δομική αστάθεια και διαχωρισμός φάσης στους υπεραγωγούς υψηλών θερμοκρασιών της σειράς του Χαλκού
Authors: Σιρανίδη Ειρήνη 
Published: August 2021

Στην παρούσα διατριβή καταβλήθηκε συστηματική προσπάθεια ελέγχου διαφόρων ΥΥΘ της σειράς του Cu (La₂₋ₓSrₓCuΟ₄, YBa₂Cu₃Oy και YBa₂Cu₄Ο₈) με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας Raman και της περίθλασης ακτίνων-Χ προκειμένου να διερευνηθούν αν οι τυχόν ανωμαλίες του πλέγματος που εισάγονται στη δομή των ενώσεων με τη μεταβολή του εμπλουτισμού, της θερμοκρασίας και την άσκηση πίεσης οδηγούν σε φαινόμενα διαχωρισμού/συνύπαρξης φάσεων ή σχηματισμό λωρίδων και κατά ποσό αυτά συνδέονται με την υπεραγωγιμότητα. Κατά τη μελέτη της ένωσης La₂₋ₓSrₓCuΟ₄ σε διάφορες συγκεντρώσεις και για τα δύο ισότοπα οξυγόνου, σε χαμηλές θερμοκρασίες με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας Raman αναδείχθηκε η αναρμονικότητα του «μαλακού» τρόπου ταλάντωσης που αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας καθώς και μία ανώμαλη συμπεριφορά της ενέργειας και του εύρους αυτού σε θερμοκρασίες που η ένωση παρουσιάζει μετάβαση από την παραμαγνητική στην αντισιδηρομαγνητική τάξη, υποδεικνύοντας μια πιθανή σύζευξη της μαγνητικής διάταξης με το πλέγμα. Επιπλέον, μελετήθηκε η εμφάνιση απαγορευμένων από τη συμμετρία φωνονίων στα φάσματα Raman με το φαινόμενο της ισοτοπικής αντικατάστασης του οξυγόνου καθώς και η εξάρτησή τους από τη θερμοκρασία και τον εμπλουτισμό και προτάθηκε ότι ο διαχωρισμός φάσεων, οδηγεί στην παραβίαση της συμμετρίας αντιστροφής με αποτέλεσμα την εμφάνιση ενεργών στο υπέρυθρο φωνονίων στα φάσματα Raman της ένωσης LSCO κυρίως στις χαμηλές θερμοκρασίες και τις υπεραγώγιμες συγκεντρώσεις. Η θερμοκρασιακή εξάρτηση αυτών των κορυφών μεταβάλλεται με τον εμπλουτισμό όπως και η Τc. Επόμενο βήμα στη συγκεκριμένη εργασία αποτέλεσε η μελέτη της επίδρασης της υδροστατικής πίεσης στα φωνόνια της ένωσης LSCO η οποία επιβεβαίωσε το ήδη γνωστό αποτέλεσμα ότι η πίεση περιορίζει την ορθορομβικότητα και ανέδειξε την αναρμονική συμπεριφορά των κανονικών τρόπων ταλάντωσης της ένωσης LSCO καθώς και μία πιθανή σύζευξη των φωνονίων με τους ελεύθερους φορείς, που οδηγεί στη μεταβολή της συμμετρίας των φωνονίων. Τέλος, μελετήθηκε συστηματικά η εξάρτηση από την υδροστατική πίεση των δομικών παραμέτρων και των φωνονίων για διάφορες ενώσεις του χαλκού, προκειμένου να ανακαλυφθούν τυχόν ανωμαλίες του πλέγματος ή φαινόμενα διαχωρισμού φάσεων που παρατηρούνται με τη φασματοσκοπία Raman και η τυχόν συσχέτισή τους με το ποσοστό των φορέων και την υπεραγωγιμότητα. Ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων XRD και Raman για τις ενώσεις της σειράς YBCO και LSCO, έδειξε ότι οι υπεραγώγιμες ενώσεις Y123, Y124 και LSCO (x=0.15) παρουσιάζουν μη αναμενόμενη εξάρτηση από την πίεση της ενέργειας των φωνονίων Ag συμμετρίας στην ίδια περιοχή πιέσεων που και η Tc παρουσιάζει ανωμαλίες αλλά και ο άξονας c αποκλίνει από την αναμενόμενη καταστατική εξίσωση, ταυτόχρονα με την ανάπτυξη νέας φάσης και την εμφάνιση υστέρησης. Μάλιστα, όσο μεγαλύτερη είναι η κρίσιμη θερμοκρασία μιας ένωσης, τόσο πιο έντονα εμφανίζονται τα παραπάνω φαινόμενα. Αντιθέτως, στις μη υπεραγώγιμες ενώσεις, που δεν έχουν ελεύθερους φορείς, τα φαινόμενα αυτά απουσιάζουν (Pr123) ή είναι λιγότερα έντονα (LCO) σε σύγκριση με τις υπεραγώγιμες ενώσεις.