Рост монокристаллов купратных сверхпроводников - путь от фазовых диаграмм, структуры и свойств до практических применений Nd_1+xBa_2-xCu₃Oz

Гудилин Е.А.

Лаборатория неорг. материаловедения, каф. неорг. химии

Фазы семейства RBa₂Cu₃O_z (R=Y, La, Nd - Lu) широко известны как классические высокотемпературные сверхпроводники со структурой перовскита. Актуальность данной темы исследований в значительной степени предопределили полученные в последнее время рекордные электрофизические и магнитные характеристики функциональных материалов на основе твердых растворов замещения Nd₁(Ba_1-x/2Nd_x/2)₂Cu₃O_z. В докладе рассмотрен комплекс основных физико-химических проблем, а также обобщены фундаментальные и прикладные результаты цикла работ по росту крупных монокристаллов этих твердых растворов с широкими областями катионной и анионной гомогенности. В работе рассмотрены:

-термодинамические особенности субсолидусных и надсолидусных фазовых диаграмм в системах R-Ba-Cu-O, форма солидуса вблизи максимальной и минимальной степеней замещения (х), а также ее зависимость от парциального давления кислорода, низкотемпературный распад и формирование сверхпроводящих нанокомпозитов, основные закономерности растворимости оксидов РЗЭ в расплаве (по данным термического, рентгенофазового, рентгенографического анализа, электронно-зондового микроанализа, химического анализа состава расплава),

-методы и механизмы роста крупных изотропных, пластинчатых и игольчатых монокристаллов c контролируемой степенью замещения (х), получение крупнокристаллической керамики с заданной микроструктурой и свойствами (метод спонтанной кристаллизации, вытягивание затравки из раствора в расплаве по модифицированному методу Чохральского, "расплавные" методы),

-особенности кристаллической структуры и структурные фазовые переходы (по данным рентгеноструктурного анализа, нейтронографии и диффракции электронов),

-взаимосвязь состава, кристаллической структуры и кислородной нестехиометрии твердого раствора (по данным химического, термического анализов, спектроскопии комбинационного рассеяния, рентгеноспектральных методов),

-электрофизические свойства и применение полученных монокристаллов.

В результате выполнения работы были разработаны методики синтеза, имеющие наиболее реальные перспективы дальнейшего практического использования.