روتنوکوپراتها: میدان رقابت ابررسانایی و مغناطیس

خواص ساختاری, ترابردی و مغناطیسی نمونه های روتنوکوپرات ru(gd1.5-xprx) ce0.5sr2cu2o10-d با 0 ≤ x ≤0.1و rugd1.5(ce0.5-xprx) sr2cu2o10-d با0 ≤ x ≤ 0.2 که به روش واکنش حالت جامد ساخته شدند, با نمونه rugd1.5(gdxce0.5-x) sr2cu2o10-d با0 ≤ x ≤ 0.3  مقایسه گردید. طیف پراش اشعه x نمونه های مختلف به دست آمد و پارامترهای شبکه بر حسب مقادیر متفاوت آلایش pr توسط تحلیل ریتولد محاسبه شد. جهت بررسی خواص مغناطیسی و ابررسانایی در این سیستمهای لایه ای با مقادیر متفاوت pr, مقاومت ویژه و مقاومت مغناطیسی نمونه ها در میدانهای مختلف از 0 تا 15 koe و در دماهای مختلف اندازه گیری شدند. دماهای گذار ابر رسانایی (tc) و مغناطیسی (tirr) به وسیله منحنیهای مقاومت و پذیرفتاری مغناطیسی متناوب به دست آمدند. افت tc در جانشینهای gd و pr به جای ce و pr به جای gd, نشان دهنده رقابت میان شکست جفت توسط ناخالصیهای مغناطیسی, نفوذ حفره به علت ظرفیتهای متفاوت یونها, شعاعهای یونی متفاوت, و میزان اکسیژن در نمونه هاست. در نمونه هایی که در آنها pr به جای gd جانشین شده است, افت ابررسانایی بسیار سریع تر از نمونه هایی است که در آنها pr و gd به جای ce جانشین شده اند. این امر نشان می دهد که تاثیر نفوذ حفره و شکست جفت به وسیله ناخالصیهای مغناطیسی, قویتر از عامل تفاوت در شعاعهای یونی است. در جایگزینی pr با gd تفاوت اندک میان شعاع یونهای pr و gd و همچنین جذب بیشتر اکسیژن به علت بالاتر بودن ظرفیت یون pr نسبت به gd سبب می شوند که فاصله متوسط ممانهای ru-ru در ساختارها کاهش یابد و در نتیجه برهمکنش تبادلی مغناطیسی با افزایش آلایش یون pr قویتر شود. اما در جایگزینیهای pr و gd به جای ce مساله متفاوت است. خواص مغناطیسی از جمله میدان وادارندگی (hc) که به وسیله اندازه گیریهای مغناطش بر حسب میدان مغناطیسی اعمالی در دو دمای 300k و 77k به دست آمدند., با افزایش میزان pr در ساختارهایی که pr به جای gd جایگزین شده است, افزایش می یابد. در جایگزینیهایی که در آنها pr و gd به جای ce قرار گرفته اند, افزایش میزان آلایش کاهش خواص مغناطیسی را در پی دارد.