Фазові переходи у стан хвиль зарядової густини й надпровідності на високоякісних монокристалах. Пружне розсіювання рентгенівського випромінювання й нейтронів, вплив опромінення швидкими електронами на структурні й магнітні властивості діселеніду ніобію.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Робота виконана у Фізико-технічному інституті низьких температур ім. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, Сіренко Валентина Анатоліївна, Фізико-технічний інститут низьких температур ім.Перші роботи з їхнього вивчення відносяться до 60-70 років минулого століття, коли вони вперше були синтезовані й було виявлено зміну властивостей від діелектрика до метала-надпровідника залежно від складу і способу упакування атомів. Діселенід ніобію 2H-NBSE2 займає особливе положення в цьому ряді, тому що має досить високу температуру надпровідного переходу ТНП=7.2 K, а також виявляє перехід у стан хвиль зарядової густини при температурі ТХЗГ=33 К. Інтерес до цієї сполуки відновився після відкриття високотемпературної надпровідності, тому що вона має помірну анізотропію надпровідних властивостей (параметр анізотропії близько 3) як в YBACUO, що створює передумови для порівняльного аналізу надпровідних властивостей, насамперед змішаного стану (фази Шубнікова). У перші роки після його синтезу прикладні дослідження були зосереджені на його використанні в якості твердозмастильного матеріалу через шарувату структуру й слабкого звязку між шарами, подібно графіту. Незважаючи на величезне число публікацій по 2H-NBSE2, залишається незясованим механізм формування стану хвиль зарядової густини, відсутність спостережень у ньому розмірної фази в інтервалі температур нижче ТХЗГ, суперечливі дані різних експериментів, і невдалі спроби пояснення його особливостей у рамках моделей, розвинених для споріднених сполук.У вступі подано загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність проблеми, сформульовані мета і основні задачі досліджень, висвітлено наукову новизну здобутих результатів. Крім цього охарактеризовано особистий внесок здобувача, а також приведені дані про апробацію і публікацію матеріалів досліджень та структуру дисертації. З наведеного огляду літератури випливає, що незважаючи на величезне число публікацій по 2H-NBSE2, залишаються незясованими: 1) механізм формування стану хвиль зарядової густини; 2) можливість спостережень у ньому розмірної фази в інтервалі температур нижче ТХЗГ; 3) вид польових і температурних залежностей магнітної сприйнятливості; 4) перспективи підвищення температури надпровідного переходу під тиском; 5) ефективність опромінення швидкими електронами у формуванні наноутворень, зокрема нанотрубок.Порошки мікронних розмірів діселеніду ніобію отримані взаємодією вихідних елементів у стехіометричному співвідношенні (порошок ніобію, ДЕРЖСТАНДАРТ 26252-84, 99,90 %; гранули селена, ДЕРЖСТАНДАРТ 6738, ОСЧ 17-3, 99,997 %) у вакуумованих (~0,01 Па) кварцових ампулах, що пройшли попереднє травлення (HNO3:HF=3:1), промивання (дистильована вода, ацетон) і дегазацію (~1 Па, 1100-1200 К). Синтез із елементів виконаний двотемпературним методом (1000-1050 К) по механізму пар-рідина-тверда фаза, з метою подальшої гомогенізації продукти взаємодії піддали додатковому відпалу (1000-1050 К, 30 годин) з наступною конденсацією можливих парів селену в «холодній» зоні (470 К) при охолодженні. Дози становили: М1=22 Мрад (1015 електрон/см2), M2=220 Мрад (1016 електрон/см2), M3=2200 Мрад (1017 електрон/см2). У розділі розглядається питання про характер розсіювання (когерентне, некогерентне або квазіпружне) спостережуваного інтенсивного розсіювання рентгенівських променів у 2H-NBSE2 при температурах більш низьких, ніж температура виникнення хвилі зарядової густини (ТХЗГ=33 К). При низьких температурах (Т<ТХЗГ) в експериментах з нейтронами, на відміну від рентгена, нові піки не спостерігаються (рис.У температурному інтервалі 50-150 К магнітна сприйнятливість як монокристалічних, так і порошкоподібних зразків від температури практично не залежить. Однак при низькій температурі (Т<50 К) помітна особливість, що спостерігалася на SQUID-магнітометрі як у лабораторії низьких температур Сарагоського університету, так і у Фізико-технічному інституті низьких температур у Харкові. Та обставина, що дуже невелике низькотемпературне відхилення від температурно-незалежної частини сприйнятливості (тобто від ?p) спостерігається і для неопромінених зразків, свідчить про те, що невелика кількість розірваних звязків спонтанно існує і у неопромінених зразках.При розрахунку похідної критичної температури по напрузі використовується альтернативний метод, що полягає в обчисленні похідної по тискові критичної температури фазового переходу 2-го роду зі співвідношення Еренфеста. У звязку із цим проведені виміри теплоємності й теплового розширення на тих самих монокристалах діселеніду ніобію винятково високої якості. Показано, що стрибок теплоємності при надпровідниковому переході у критичному полі Hc2(T) квадратично залежить від температури.