к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Органические сверхпроводники

Органические сверхпроводники - соединения углерода с нек-рыми элементами [Н, О, S (или Se), N, Р], обладающие сверхпроводящими свойствами. Сверхпроводящее состояние может быть достигнуто в органич. соединениях, имеющих характерный для металлов тип проводимости при низких темп-pax (см. Органические проводники ).Исследование органич. проводников показало, что электрич. проводимость металлич. типа наблюдается у органич. кристаллов с достаточно хорошим перекрытием электронных орбиталей (по крайней мере, в двух направлениях). Возможность достижения сверхпроводимости в соединениях без единого атома металла, но с двумерным (слоистым) характером электронного движения была установлена П. Грином (P. L. Green) и др. (1975) в результате синтеза полимера полисульфурнитрида (SN)х (рис. 1). Молекулы в кристаллах этого полимера сближены настолько, что движение электронов в двух направлениях практически изотропно, проводимость кристаллов достигает значений 5 х 105 Ом-1 х см-1 при 4 К, ниже критич. температуры Тс = 0,3 К наблюдается сверхпроводимость.
15023-91.jpg

Рис. 1. Молекула полисульфурнитрида.

Впервые О. с. удалось получить К. Бекгарду (К. Bechgaard, 1980). Он синтезировал молекулу TMTSF и использовал её в качестве катиона в кристаллах с переносом заряда (TMTSF)2X, где роль анионов играют небольшие группы атомов X - PF6, СlО4, SCN и им подобные (см. рис. 1 к ст. Органические проводники ,где рассмотрены хим. структуры О. с.). Плоские молекулы образуют стопки, вдоль к-рых движутся электроны проводимости -15023-92.jpg-электроны атомов углерода и селена. Боковые атомы селена молекул TMTSF обеспечивают довольно хорошее перекрытие волновых функций электронов проводимости также и для молекул TMTSF соседних стопок. В результате слои, образованные из стопок катионов TMTSF, обеспечивают двумерное движение электронов с анизотропией внутри слоев - вдоль стопок подвижность электронов наивысшая. В медленно охлаждаемых кристаллах (TMTSF)2ClO4 сверхпроводящее состояние достигается ниже Тс = 1,3 К, во всех др. соединениях семейства (TMTSF)2X из-за анизотропии движения электронов внутри слоев охлаждение приводит к фазовым переходил металл - диэлектрик. Для достижения металлич. основного состояния и сверхпроводимости с Тс15023-93.jpg1 К требуется давление порядка неск. кбар (неск. сотен МПа). В сверхпроводниках (TMTSF)2X обнаружены все обычные проявленпя сверхпроводимости - нулевое электрич. сопротивление, полный Мейснера эффект в слабых магн. полях, скачок теплоёмкости в точке Тс, уменьшение плотности состояний в спектре квазичастиц по сравнению с нормальным состоянием. Все они относятся к сверхпроводникам 2-го рода, т. к. лондоновская глубина проникновения в них велика из-за малой плотности электронов проводимости, а сверхпроводящая корреляц. длина15023-94.jpg мала из-за сравнительно малой фер-миевской скорости vF электронов даже для направления вдоль стопок TMTSF. Магн. свойства сверхпроводников (TMTSF)2X, т. е. значения нижнего (НС1) и верхнего (НС2) критических магнитных полей, сильно зависят от направления внеш. магн. поля из-за анизотропии движения электронов в нормальном состоянии (рис. 2). Поведение семейства О. с. (TMTSF)2X при темп-pax Т15023-95.jpg Тс отклоняется от стандартного поведения сверхпроводников, описываемых Бардина - Купера - Шриффера моделью (БКШ). Так, зависимость НС2)линейна вплоть до самых низких температур, и при Т15023-97.jpg Тс значения НС2 для направления вдоль оси а (вдоль стопок) превосходят парамагн. предел (согласно модели БКШ, кривизна графич. зависимости НС2 от температуры отрицательна, а значения Нс2 не превосходят парамагн. предел). Вторая аномалия О. с. проявляется во влиянии немагнитных примесей на величину Тс: при довольно малой их концентрации сверхпроводимость исчезает, в то время как в модели БКШ такой эффект примесей становится заметным лишь вблизи порога андерсеновской локализации электронов, когда длина свободного пробега электронов приближается к межмолекулярной.

15023-96.jpg

Рис. 2. Зависимость верхних критических полей HC2 от температуры Т в (TMTSF)2C1O4. Внешнее магнитное поле направлено: 1 - вдоль стопок (ось а), 2 - вдоль слоев перпендикулярно стопкам (ось в*), 3 - поперёк слоев (ось с).

В 1987 установлено [8], что в (TMTSF)2ClO4 скорость релаксации ЯМР при низких темп-pax уменьшается с понижением температуры пропорц. Т2, а не экспоненциально, как в модели БКШ. Это означает, что в семействе (TMTSF)2X сверхпроводимость обладает рядом особенностей, обусловленных, по-видимому, спецификой волновых функций куперовских пар в этих соединениях (т. н. d-волновая сверхпроводимость). Сверхпроводимость сходного типа обнаружена также в системах с тяжёлыми фермионами.
В кристаллах15023-98.jpg-(BEDT - TTF)2X анизотропия в плоскости стопок (BEDT - TTF) при низких температурах практически отсутствует, никаких переходов типа металл - диэлектрик в соединениях с15023-99.jpg15023-100.jpg нет, и при атм. давлении они становятся сверхпроводниками с Тс = 1,5, 5 и 2,8 К соответственно. Кроме того, наложением давления Р > 0,2 кбар получена модификация15023-101.jpg-(BEDT - TTF)2I3, метастабиль-ная при атм. давлении, имеющая Тс = 8,1 К [7]. Соединения15023-102.jpg-(BEDT - TTF)2X также относятся к сверхпроводникам 2-го рода, в них обнаружены полное отсутствие сопротивления ниже Тс и полный эффект Мейснера в слабых магн. полях. Как и в (TMTSF)2X, ряд их сверхпроводящих свойств при Т15023-103.jpg Тс не согласуется с предсказаниями модели БКШ. Именно - зависимость НС2(Т)в случае15023-104.jpg-(BEDT - TTF)2I3 имеет сильную положит. кривизну (рис. 3), а в соединениях с X =15023-105.jpg и15023-106.jpg она линейна. Кроме того, отношение сверхпроводящей щели (при Т = 0)15023-107.jpg (0) к Тс в кристаллах с X =15023-108.jpg, по крайней мере, в 4 раза превосходит значение, даваемое моделью БКШ.
Свойства О. с. могут быть объяснены в рамках представлений об обычном электронно-фононном механизме куперовского спаривания (см. Купера эффект ).Ныне нет никаких чётких эксперим. указаний на существование в них др. механизма сверхпроводимости. Ряд аномалий сверхпроводящих свойств О. с. указывает на возможность реализации в них режима сильного электронно-фононного взаимодействия. Для этого режима характерны большое отношение15023-109.jpg(0)/ТС, превышающее значение, полученное в модели БКШ, положит. кривизна в графич. зависимости НС2)и сравнительно большие значения Тспри низкой дебаевской частоте фононов (в органич. соединениях эта частота соответствует Дебая температуре, ок. 60 К).

15023-110.jpg

Рис. 3. Зависимость верхнего критического магнитного поля вещества15023-111.jpg-(BEDT - TTF)2I3 от температуры (поле направлено поперёк слоев). Крестики - экспериментальные значения величины Hc2(T)/[(dHc2/dT)TC х Tс] - приведённого критического поля - для фазы15023-112.jpg; Т/ТС - приведённая температура. Точки - аналогичные данные для фазы15023-113.jpg . Сплошная кривая соответствует результатам модели БКШ.

В пользу сильной электронно-фононной связи свидетельствуют также очень низкие значения проводимости О. с. при комнатной температуре. Для15023-114.jpg-(BEDT - TTF)2X значения проводимости лежат в интервале (20 - 70) Ом-1 x см-1, и они меньше минимальной моттовской проводимости (см. Моттовские диэлектрики ),к-рая соответствует длине свободного пробега электрона порядка межмолекулярной длины. Спектр фононов, сильно взаимодействующих с электронами, у органич. соединений богаче, чем у неорганических. Здесь есть дополнит. моды - вращение молекул (либрации) с низкими частотами15023-115.jpg ~ 10К15023-116.jpg и внутримолекулярные колебания с15023-117.jpg до 2000 К. Богатство фононного спектра и возможность направленного изменения его путём синтеза подходящих молекул делают О. с. весьма перспективными для дальнейшего повышения критич. температур Тс.

Литература по органическим сверхпроводникам

  1. Горьков Л. П., Физические явления в новых органических проводниках, "УФН", 1984, т. 144, с. 381;
  2. Буздин А. И., Булаевский Л. Н., Органические сверхпроводники, там же, с. 415;
  3. Brazovskii S. A., Kirоva N. N.. Electron selflocalization and periodic superstructure in quasi onedimesional dielectrics, Sov. Scient. Reviews, Sec. A. Physical Review, ed. by I. M. Chalatnikov, 1984, v. 5, p. 100;
  4. Sсhrieffer J. R., Proc. Intern. School of Physics "Enrico Fermi", Course LXXXIX, ed. by F. Bassani, F. Fumi, M. P. Tosi, North-Holand, 1984, p. 767.

Л. Н. Булаевский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution