Антипов Е.В. Наноматериалы для энергетики. Лекция
Подождите немного. Документ загружается.
Структура
Структура
перовскита
перовскита
Лев Алексеевич Перовски й
Sr
3
YCo
4
O
10.5
Sr
2
Co
2
O
5
25% Sr на Y
!
"
Свойства 314-фазы:
высокая электронная (~200 См·см-1) и
приемлемая ионная (~ 2 · 10-2 См·см-1) проводимости
при 850-1000
о
С;
Отсутствие фазовых превращений до 1000
о
С;
КТР = 20 ppm
Новые
Новые
кобальтиты
кобальтиты
Sr
Sr
3
3
RCo
RCo
4
4
O
O
10.5+
10.5+
δ
δ
S.Ya.Istomin et al. Chem. Mat. 15 (2003) 4012
Изменение магнитных моме нтов ионов
Co1 и Co2
1 - Sr
0.75
Y
0.25
CoO
2.62
2 - Sr
0.75
Y
0.25
Co
0.5
Fe
0.5
O
2.7
3 - Sr
0.75
Y
0.25
Co
0.75
Fe
0.25
O
3-y
4 - Sr
0.75
Y
0.25
Co
0.75
Ga
0.25
O
3-y
5 - Sr
0.9
Y
0.1
CoO
3-y
6 - Sr
0.9
Y
0.1
Co
0.75
Mn
0.25
O
3-y
7 - Sr
0.9
Y
0.1
Co
0.5
Mn
0.5
O
3-y
8 - Sr
0.75
Y
0.25
Co
0.5
Mn
0.5
O
2.71
9 - Sr
0.55
Ca
0.2
Y
0.25
Co
0.5
Mn
0.5
O
3-y
10 - Sr
0.75
Y
0.25
Co
0.25
Mn
0.75
O
3-y
11 - Sr
1.6
Sm
1.4
Co
0.8
Mn
1.2
O
7-y
12 - Sr
2.25
Y
0.75
Co
1.25
Ni
0.75
O
6.84
13 - Sr
0.5
Sm
0.5
Co
0.25
Mn
0.75
O
3-y
14 - Sr
0.5
Sm
0.5
Co
0.5
Mn
0.5
O
3-y
15 - Sr
0.5
Sm
0.5
Co
0.75
Mn
0.25
O
3-y
16 - Sr
0.5
Gd
0.5
Co
0.25
Mn
0.75
O
3-y
17 - Sr
0.5
Gd
0.5
Co
0.5
Mn
0.5
O
3-y
18 - Sr
0.5
Gd
0.5
Co
0.75
Mn
0.25
O
3-y
Результаты измерения электропроводности и КТР для полученных
образцов. Серым цветом выделена область приемлемых, с точки
зрения катодных материалов ТОТЭ, значений КТР.
Дрожжин О.А., Истомин С.Я. и др., МГУ
Поиск
Поиск
новых
новых
катодных
катодных
материалов
материалов
ТОТЭ
ТОТЭ
Hg
Nb
NbSn
NbGe
Температура на поверхности
Земли - Антарктида
Жидкий азот
Жидкий гелий
HgBaCaCuO
HgBaCaCuO
HgBaCaCuO под
давлением 350 тыс.атм.
YBaCuO
LaBaCuO
TlBaCaCuO
BiSrCaCuO
Высокотемпературные
Высокотемпературные
сверхпроводники
сверхпроводники
20-
20-
го
го
века
века
- O - Cu
CuO
2
слой
Перовскит
Перовскит
1) Оптимальная элек тронная концентрация в σ*-зо не
проводимости (формальная степень окисления меди):
+2.05≤ V
Cu
≤ +2.25 - p-т ип СП
+1.8 ≤ V
Cu
≤ +1.9 - n-тип СП
2) Оптимальное перекрывание 3d
x
2
-y
2
(Cu) and 2p
x,y
(O)
орбита лей:
1.9Å ≤ d
eq
(Cu-O) ≤ 1.97Å, ∠ Cu-O-Cu ≈ 180°
3) 2-мерн ая структ ура: d
ap
(Cu-O) ≥ 2.2Å
Структура
Структура
CaCuO
CaCuO
2
2
Структурные
Структурные
критерии
критерии
сверхпроводимости
сверхпроводимости
в
в
слоистых
слоистых
купратах
купратах
Структуры когерентного срастания
Блок
NaCl
Перовскитный
блок
Флюоритный
блок
AO
OA
CuO
2
A’
CuO
2
A’’
O
2
A’’
ACuO
2
(A = Ca, Sr)
Слоистые купраты
Флюорит
NaCl
Влияние
Влияние
структурных
структурных
блоков
блоков
: Bi
: Bi
2+x
2+x
Sr
Sr
2-x
2-x
CuO
CuO
6+
6+
δ
δ
Hg-
Hg-
содержащие
содержащие
ВТСП
ВТСП
:
:
HgBa
HgBa
2
2
Ca
Ca
n-1
n-1
Cu
Cu
n
n
O
O
2n+2+
2n+2+
δ
δ
Зависимость T
c
от числа слоев
(CuO
2
) в HgBa
2
Ca
n-1
Cu
n
O
2n+2+δ
Putilin S.N. et al., Nature 362 (1993) 226
Антипов Е.В. И Абакумов А.М., УФН (2008) 190
Рост T
c
HgBa
2
Ca
2
Cu
3
O
8
F
δ
под давлением
Наноразмерные
Наноразмерные
структуры
структуры
La
1.9
Sr
0.1
CuO
4
T
c
= 25K
La
1.9
Sr
0.1
CuO
4.
/
SrLaAlO
4
T
c
= 49K
dT
c
/da ≈ –1000
K/Å
SrLaAlO
4
a = 3.756 Å
La
1.9
Sr
0.1
CuO
4
a = 3.779 Å
J.-P. Locquet et. al., Nature, 394, 453(1998)
T
c
= 100K
a = 3.8560(4)Å
c = 15.839(5)Å
Ti, 500
o
C
T
c
= 134K
a = 3.8524(4)Å
c = 15.819(4)Å
O
2
, 300
o
C
T
c
= 138K
a = 3.8501(2)Å
c = 15.773(3)Å
XeF
2
, 200
o
C
Фторирование
Фторирование
HgBa
HgBa
2
2
Ca
Ca
2
2
Cu
Cu
3
3
O
O
8+
8+
δ
δ
dT
c
/da ≈ -1.35×10
3
K/Å for Hg ВТСП
∠Cu2-O2-Cu2 = 177.3 - 178.4
o
for Hg-1223
dT
c
/da ≈ -1.0×10
3
K/Å для “сжатых” тонких пленок
La
1.9
Sr
0.1
CuO
4
dT
c
/da ≈ -1.6×10
2
K/Å под давлением
∠Cu2-O2-Cu2 = 175.0
o
Зависимость Т
с
от параметра а для HgBa
2
Ca
n-1
Cu
n
O
2n+2+δ
K. Lokshin et al.,PRB 63 (2001) 064511