izpis_h1_title_alt

Elektronske korelacije in Jahn-Telerjev pojav v K$_2$CsC$_{60}$ superprevodniku
ID Božič, Tjaš (Avtor), ID Arčon, Denis (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,29 MB)
MD5: 0555165555F42C17D2E8F5C8D02C5E5D

Izvleček
Za visokotemperaturne superprevodnike, katerih kritična temperatura izrazito presega napovedi Bardeen-Cooper-Schriefferjeve teorije superprevodnosti, velja, da so v njih prisotne zelo močne elektronske interakcije. Fazni diagrami teh materialov kažejo kupolasto odvisnost superprevodne faze od kontrolnega parametra, katera neposredno meji na antiferomagnetno izolatorsko stanje. V to skupino spadajo tudi superprevodne, alkalijsko-dopirane fulerenske spojine. Obnašanje takih superprevodnikov v območjih, kjer superprevodna faza tekmuje z antiferomagnetno izolatorsko, je določeno z elektronskimi korelacijami in je še vedno aktualno raziskovalno področje.\\ V tej magistrski nalogi smo raziskali obnašanje spojine K$_2$CsC$_{60}$, ki se v visokotemperaturnem delu faznega diagrama nahaja na prehodu med izolatorsko in prevodno fazo. Njene fizikalne lastnosti smo v normalni fazi raziskali z metodo elektronske spinske resonance (ESR), v superprevodni fazi pa s pomočjo neresonančne mikrovalovne absorpcije ter določili odvisnost superprevodne kritične temperature od hidrostatskega tlaka.\\ Natančna obravnava ESR spektrov K$_2$CsC$_{60}$, v normalni fazi, je pokazala, da so sestavljeni iz dveh komponent z Lorentzovo obliko absorpcijske črte, katerih resonančni krivulji se bistveno razlikujeta po širini. Prva resonančna komponenta kaže Curie-Weisovo temperaturno odvisnost intenzitete ter aktivacijsko obnašanje širine resonance z aktivacijsko energijo $E_a =$ 48,5 meV. Iz tega zaključimo, da je v raziskovanem vzorcu še vedno del faze, kjer so nesparjeni elektroni lokalizirani na C$_{60}$ mestih in kjer Jahn-Tellerjev pojav razcepi degenerirane $t_\textrm{1u}$ molekularne nivoje za $E_a$. Drugo komponento, ki izrazito naraste pod $T = 217$ K in ki pri nizkih temperaturah kaže značilno Paulijevo temperaturno neodvisno intenziteto signala ter linearno odvisnost širine resonančne črte od temperature, pripišemo dominanti kovinski fazi. Prisotnost obeh komponent, tako izolatorske kot tudi kovinske, kaže na pomembnost elektronskih korelacij v raziskovanem sistemu. \\ Iz tako močno koreliranega stanja se razvije superprevodnost s kritično temperaturo $T_c$ = 23,1 K pri ambientnem tlaku. Z meritvami neresonančne absorpcije mikrovalov smo nato raziskali tlačno odvisnost $T_c$ in ugotovili, da se $T_c$ povečuje z višanjem tlaka in doseže 32 K pri tlaku okrog 0,5 GPa. Izmerjena odvisnost $T_c$ se sklada z znanim fulerenskim faznim diagramom, ki upošteva elektron-fononske in elektron-elektronske interakcije.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Fulerenski materiali, superprevodnost, BCS teorija, Jahn-Tellerjev pojav, spektroskopija z elektronsko spinsko resonanco, meritve pod tlakom, neresonančna absorpcija mikrovalov
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2021
PID:20.500.12556/RUL-132737 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:82237955 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:02.11.2021
Število ogledov:1412
Število prenosov:73
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Electron correlations and the Jahn-Telerjev effect in superconducting K$_2$CsC$_{60}$
Izvleček:
In high-temperature superconductors, whose critical temperature greatly surpasses predictions made by the Bardeen-Cooper-Schrieffer theory of superconductivity, we have very strong electron correlations. Their phase diagrams exhibit a dome shaped control parameter dependence of the superconducting phase, which directly borders an antiferromagnetic insulator phase. Similar properties are also exhibited by fulleride superonductors. This kind of behaviour, where superconductivity competes with an antiferromagnetic insulating phase, is determined by electron correlations and is still the subject of many experiments nowadays.\\ In this masters thesis we studied the behaviour of K$_2$CsC$_{60}$, which at higher temperatures stands on the transition between the insulating and conducting phase. In the normal phase its physical properties were determined by electron spin resonance spectroscopy (ESR), whereas nonresonant microwave absorption enabled us to determine some of the superconducting properties along with the pressure dependent critical temperature.\\ A careful examination of the normal phase spectra showed, that there are two absorption components with a Lorentzian lineshape, which can be distinguished by the linewidth. First component exhibits a Curie-Weiss temperature dependence of the intensity and an activating behaviour of the linewidth with the corresponding activation energy $E_a = 48,5$ meV. From this observation we conclude that there is still some fraction of the sample with electrons localized on the C$_{60}$ molecules. There the $t_\textrm{1u}$ molecular orbital energy levels are split by the Jahn-Teller effect by $E_a$. Second component, which we connected to a metallic phase, significantly increases under $T' = 217$ K. At lower temperatures it shows a Pauli temperature independent signal intensity and a linear temperature dependence of the linewidth. It is the observation of both of these two phases, that shows the importance of the electron correlations in K$_2$CsC$_{60}$.\\ From such a strongly correlated state, superconductivity emerges at $T_c = 23,1$ K under ambient pressure. By measuring the nonresonant microwave absorption, we observed an increasing pressure dependence of $T_c$, with a maximum of 32 K under 0,5 GPa, which is consistent with the familiar fullerene phase diagram, where electron-electron and electron-phonon interactions are already considered.

Ključne besede:Fullerene materials, superconductivity, BCS theory, Jahn-Teller effect, electron spin resonance spectroscopy, measurements under pressure, nonresonant microwave absorption

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj