Portal de Periódicos da CAPES

Superfluidity of compounds based on transition elements, and its connection with lattice instability

1976; Lebedev Physical Institute; Volume: 118; Issue: 1 Linguagem: Russo

10.3367/ufnr.0118.197601b.0053

1996-6652

Yu. A. Izyumov, E.Z. Kurmaev,

Quantum, superfluid, helium dynamics

УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК 537.312.62СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И СВЯЗЬ С РЕШЕТОЧНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТЬЮ Ю. А. Изюмов, Э. 3. Курмаев СОДЕРЖАНИЕ I. Введение 53 II.Типы сверхпроводящих соединений и их свойства 57 а) Интерметаллические соединения (57). 1. Соединения со структурой А-15 (57).2. Фазы Лавеса (61).3. Соединения со структурой CsCl (В-2) (66).4.а-фазы и соединения со структурой а-Мп (А-12) (68).б) Ковалентно-ионные соединения (70). 5. Соединения со структурой NaCl (B-1) (70).6. Полуторные карбиды (77).7. Халькогениды (79).III.Высокотемпературные сверхпроводники и решеточная неустойчивость соединений 82 8. Сопоставление сверхпроводимости в различных кристаллических струк- турах (82).8.1.Симметрия (82).8.2.Кристаллохимия (83).8.3.Стехиометрия (84).8.4.Легирование (85).8.5.Электронная концентрация (85).9. Виды решеточной неустойчивости (86).9.1.Структурный переход (86).9.2.«Виртуальный» структурный переход |(87).9.3.Размягчение длинноволновых решеточных модулей с понижением температуры (87).9.4.«Размягчение» коротковолновых фононов (87).9.5.Сосуществование различных структурных фаз вблизи данного состава (88).IV, Теоретический анализ структурных переходов 89 10.Фазовый переход в структурах класса <?л с точки зрения теории симметрии (89).11.Электронные модели структурного перехода в соединениях А-15 и С-15 (91).V. Заключение 95 Цитированная литература 97 I. ВВЕДЕНИЕНаиболее высокие температуры сверхпроводящего перехода обнаружены отнюдь не в чистых металлах или их сплавах, а в химических соединениях на основе переходных металлов.До недавнего времени фактически единственным классом высокотемпературных сверхпроводников были соединения со структурой А-р"15 (или -вольфрама), к которым принадлежат известные сверхпроводники V 3 Si и Nb 3 Sn, а также Nb 3 Ge с максимальной в настоящий момент температур ой перехода Г с =23,2 С К. Этот класс сверхпроводников наиболее широко известен, интенсивно изучался в последние годы, и по его физическим свойствам недавно написаны три больших обзора 1 -3 .Однако сейчас известно около десятка других типов соединений переходных металлов, в которых широко представлена высокотемпературная сверхпроводимость, условно говоря, с Т с >> 10 С К *).Эти соеди-*) После работ В. Л. Гинзбурга (см., например, 183 ) обычно под высокотемпера.турной сверхпроводимостью понимают сверхпроводимость при температуре > 30 °К В данном обзоре, имея дело с реально созданными сверхпроводниками, у которых Т е •< 23 °К, говоря о высокотемпературных сверхпроводниках, мы имеем в виду вещества, у которых Т с >10°К.© Главная редакция физико-математической литература издательства «Наука»,!«Успехи физических наук», 1976 г. 56 Ьи u К).А. ИЗЮМОВ, Э. 3. КУРМАЕВ образом, имеет место некоторое эмпирическое правило .const по которому в ряду подобных металлов Я, определяется главным образом среднеквадратичным значением фононной частоты.Этот результат позволяет высказать следующее суждение: если в каком-либо металле имеет место решеточная неустойчивость, приводящая к смягчению фононного спектра и уменьшению (со 2 ), ему соответствует большее значение X и, следовательно, более высокое Т с .На современном уровне теории соотношение (5) является, по существу, единственным выражением корреляции между высокими Т с и решеточной неустойчивостью.Теоретическое обоснование данному эмпирическому правилу для переходных металлов дал Хопфилд 1в на основе анализа матричного элемента электрон-ионного взаимодействия.Он использовал разложение волновых функций, определяющих матричный элемент (р \eVU\p') по собственным функциям углового момента, предполагая сферическую симметрию потенциала.Поскольку 4U преобразуется как вектор, для этого матричного элемента должно существовать правило отбора типа V = I ± 1, где I и V -орбитальные моменты в состояниях р и р'.Это значит, что электрон-фононное взаимодействие в переходных металлах приводит к переходу между d-и р-состояниями.Это приводит к соотношению(), V dz где N p (0) и N а (0) -вклады парциальных состояний р-и d-симметрии в общую плотность состояний N (0) = N s (0) -\-N p (0) -f-N d (0) -\-. . .на поверхности Ферми.Градиент потенциала, по-видимому, слабо меняется в пределах данной серии переходных металлов, для которых к тому же N (0) ж N d (0).В силу этих обстоятельств из соотношения (6) получаем ''111 Cu < 1,0 Au <l,0 1,2 1,