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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (use of semiconductor devices for measuring G01; details of scanning-probe apparatus, in general G12B21/00; resistors in general H01C; magnets, inductors, transformers H01F; capacitors in general H01G; electrolytic devices H01G9/00; batteries, accumulators H01M; waveguides, resonators or lines of the waveguide type H01P; line connectors, current collectors H01R; stimulated emission devices H01S; electromechanical resonators H03H; loudspeakers, microphones, gramophone pick-ups or like acoustic electromechanical transducers H04R; electric light sources in general H05B; printed circuits, hybrid circuits, casings or constructional details of electric apparatus, manufacture of assemblages of electrical components H05K; use of semiconductor devices in circuits having a particular application, see the subclass for the application) [C0103]
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
OSSIDI SUPERCONDUTTORI; MAGNETISMO; TEORIA DA PRINCIPI PRIMI; SINTESI TOPOTATTICA; ROTAZIONE DI SPIN MUONICA; SQUID; TRANSIZIONI DI FASE MAGNETICHE

Coesistenza di antiferromagnetismo e metallicita' negli ossidi superconduttori ad alta temperatura critica

Università degli Studi di Cagliari
Abstract
Questo progetto studia la coesistenza di ordine magnetico e superconduttivita' (SC) in ossidi della classe YBaCuO. Abbiamo recentemente dimostrato con misure di muon spin rotation la coesistenza di SC e ordine antiferromagnetico (AF) a corto raggio in una limitata regione di drogaggio in YBa_2Cu_3O_(6+y), mostrando che questa proprieta' e' intrinseca dei layer superconduttivi CuO_2 "puliti" e strutturalmente non distorti, e che i domini AF e SC coesistono sulla scala nanoscopica senza interferire apprezzabilmente. Questi risultati, indicando la coesistenza di quasiparticelle spin-polarizzate e superconduttrici, suggeriscono che la relazione di ordine magnetico e SC, come anche la stessa natura dello stato magnetico, non sono ben compresi. Questo motiva uno studio congiunto teorico-sperimentale di questo regime di transizione.

I materiali high-T_c hanno attratto molto lavoro teorico, in gran parte basato su Hamiltoniane modello. Dato il loro impiego di parametri liberi, questi approcci spesso mancano di una base microscopica. Le teorie ab initio descrivono invece non-empiricamente tutte le proprieta' di base (elettroniche, strutturali, magnetiche...) del sistema. Calcoli di quest'ultimo tipo sono pero' estremamente scarsi per i superconduttori high-T_c, a causa dell'inadeguatezza dei metodi comunemente in uso (come la local-spin-density functional theory, LSDA) per sistemi in cui si verifichi una competizione delicata di localizzazione e delocalizzazione: ad >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Vincenzo FIORENTINI Università degli Studi di CAGLIARI
Obiettivo del Programma di Ricerca
Recentemente il nostro gruppo ha realizzato due importanti obiettivi sperimentali e teorici: la misura del diagramma di fase di una classe di ossidi superconduttori high-T_c, e lo sviluppo di una metodologia ab initio per sistemi correlati. Esperimenti di rotazione di spin muonico (muSR) [13,15] hanno mostrato una coesistenza di cluster magnetici in forma di striscie (per brevita', cluster-spin-glass o CSG) e superconduttivita' (SC) nella regione del diagramma di fase di YBa_2Cu_3O_(6+y) per T < T_f = 10 K (la temperatura di spin-freezing e 0.37 < y < 0.39, che corrisponde a un drogaggio di buche 0.05 < h < 0.08 per strato CuO_2. Tuttavia, le relazioni tra lo stato CSG e la SC, come anche la natura stessa dello stato CSG, sono poco chiare. Questo motiva il presente studio congiunto di ossidi superconduttori e magnetici con esperimenti e calcoli da principi primi condotti con il metodo innovativo appena sviluppato.

La persistenza di ordine magnetico in campioni SC e' stata osservata in cuprati "sporchi" [7-11,18], cioe' con sostituzioni cationiche, quali La_(2-x)Sr_xCuO_4, in cui il doping induce distorsioni locali degli strati CuO_2 per via delle differenze di raggio dei cationi sostituenti. La muSR [13] ha dimostrato che in YBa_2Cu_3O_(6+y), dove gli ossigeni (O) droganti sono lontani dai layer CuO_2, la coesistenza di ordine magnetico e SC e' una proprieta' intrinseca dei layer CuO_2 "puliti" e non-distorti. In questo limite, la temperatura di Neel >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Un aspetto caratteristico degli ossidi cuprati superconduttori ad alta temperatura critica (high-T_c) e' la forte dipendenza delle loro proprieta' magnetiche e superconduttrici dal numero di buche (h) presenti in stati associati ai piani Cu(2)O_2 [1-4]. La densita' di buche puo' essere controllata sia con una sostituzione eterovalente in un sito cationico, sia con l'introduzione di ossigeno interstiziale. L'ordine antiferromagnetico (AF) a lungo raggio a basso doping (h < 0.02) e il comportamento superconduttore a doping piu' alto (h > 0.05) sono osservati chiaramente per molti di questi sistemi [1,3]. La regione di transizione (0.02 < h < 0.05), che comprende la scomparsa dell'AF e l'emergere della superconduttivita' (SC), non e' ancora ben compresa. Una coesistenza della SC con un ordine magnetico a corto raggio (noto come cluster spin-glass, CSG) e' stata evidenziata sperimentalmente con scattering di neutroni [7], magnetizzazione DC [8], muon spin rotation (muSR) [9-10] e risonanza di quadrupolo nucleare [11] in La_(2-x)Sr_xCuO_4, e con muSR [10] in Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_6, e piu' recentemente in Ca_xLa_(1-x)Ba_(1.75-x)-La_(0.25+x)Cu_3-O_(6+y) [18]. Tuttavia, finora, sia la relazione tra le fasi CSG e SC, sia la natura stessa dello stato CSG, non sono ancora ben comprese. In aggiunta, il doping cationico agisce in due modi sui layer CuO_2 dove si ritiene abbiano luogo sia la SC che l'AF: iniettando buche nella densita' di stati (a causa della sostituzione >>>