Diagram fazowy nadprzewodnikĂłw wysokotemperaturowych.pdf

MATERIAŁY XXXVI ZJAZDU FIZYKÓW POLSKICH – TORU 2001 – WYKŁADY PLENARNE

Diagram fazowy

nadprzewodników wysokotemperaturowych

Jan Stankowski

Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk, Pozna«

1. Wst¦p

rowym przekazie p¦du: k " + k # 0. Takie przybli-

»enie nie tłumaczy wysokich temperatur krytycz-

nych T c i nie opisuje zło»onych zjawisk wyst¦pu-

j¡cych w HTSC w zakresie małych koncentracji

no±ników pr¡du. Ponadto w teorii BCS wyst¦puje

jedna temperatura krytyczna T c , oddzielaj¡ca ob-

szar cieczy Fermiego od obszaru nadprzewodnic-

twa, co oznacza, »e w modelu BCS pojawienie si¦

CP i BEC nast¦puje w tej samej temperaturze.

Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe zo-

stało odkryte w materiałach o bardzo małej kon-

centracji no±ników, co sugeruje, »e jego istot¡ s¡

ﬂuktuacje ładunku w skali nanoskopowej. Fluk-

tuacje te sprawiaj¡, »e ju» w wysokiej tempera-

turze T = T LP > T c wyst¦puj¡ CP jako nie-

zale»ne wzbudzenia tworz¡ce gaz LP, który do-

piero w T c tworzy kondensat Bosego–Einsteina.

Na diagramie fazowym wyst¦puj¡ wi¦c dwie tem-

peratury charakterystyczne: T i T c . W zakresie

T c < T < T wyst¦puje ciecz bozonów (LP),

a jeszcze nie nast¦puje BEC. W tym ciekawym

obszarze diagramu fazowego HTSC wyst¦puj¡ zja-

wiska polegaj¡ce na oscylacji stanów spinowych

(SDW) i stanów ładunkowych (CDW) elektronów

w¦druj¡cych. Jest on nazywany obszarem z pseu-

doszczelin¡ (ang. crossover). Omawiane zjawiska

zwi¡zane ze zmian¡ koncentracji dziel¡ płaszczy-

zn¦ diagramu fazowego na dwie cz¦±ci: zakres

poddomieszkowania (ang. underdoped) i zakres

naddomieszkowania (ang. overdoped). Zale»no±ci

mi¦dzy temperaturami T i T c podane s¡ w tab. 1.

Diagram fazowy stanu nadprzewodz¡cego

T c ( x ) pokazuje, »e obszar, w którym wyst¦puje

nadprzewodnictwo (SC), rozpoczyna si¦ powy»ej

krytycznej koncentracji x 1 i T c ro±nie ze wzrostem

x a» do koncentracji optymalnej x opt , a dalszy

wzrost x powoduje spadek temperatury T c . Wy-

Nadprzewodnictwo jest jednym z najbardziej

frapuj¡cych zjawisk w ﬁzyce fazy skondensowa-

nej. Odkryte w rt¦ci w 1911 r., spowodowało roz-

wój prac nad wzbudzeniami silnie skorelowanych

elektronów w ciele stałym. Elektrony w metalu

tworz¡ ciecz Fermiego (FL), której g¦sto±¢ za-

le»y od g¦sto±ci stanów na poziomie Fermiego E F .

Korelacje mi¦dzy elektronami sprawiaj¡, »e elek-

trony ł¡cz¡ si¦ w tzw. pary Coopera (CP). S¡ one

wzbudzeniami w krysztale, maj¡ wła±ciwo±ci bo-

zonów (spin S = 0 lub 1), a ich energia le»y poni-

»ej E F . Pary Coopera tworz¡ ciecz słabo oddzia-

łuj¡cych par lokalnych (LP), która jest ciecz¡ bo-

zonów (BL). Ró»nice w statystykach rz¡dz¡cych

FL i BL powoduj¡, »e obsadzenie poziomu CP,

poni»ej T c , przewy»sza g¦sto±¢ stanów na pozio-

mie Fermiego. Po przekroczeniu g¦sto±ci krytycz-

nej CP nast¦puje kondensacja Bosego–Einsteina

(BEC), przejawiaj¡ca si¦ w nadprzewodnikach za-

nikiem oporu elektrycznego oraz idealnym diama-

gnetyzmem. Przez kryształ płynie pr¡d CP bez

strat, bo ka»da para Coopera charakteryzuje si¦

tak¡ sam¡ amplitud¡ | | i faz¡ ' funkcji falowej

tak, »e cały stan nadprzewodnika opisuje jedna

funkcja falowa = | | exp(i ' ).

Odkrycie w 1986 r. nadprzewodnictwa wyso-

kotemperaturowego (HTSC) spowodowało pewien

zam¦t w zrozumieniu tego zjawiska i dzisiaj, po

15 latach, nadal trwaj¡ dyskusje dotycz¡ce dia-

gramu fazowego HTSC. Teoria nadprzewodnic-

twa podana przez Bardeena, Coopera i Schrieera

(BCS), obowi¡zuj¡ca dla metali, gdzie wyst¦puje

du»a g¦sto±¢ stanów na poziomie Fermiego, opi-

suje słabe oddziaływania w parach Coopera za

po±rednictwem wirtualnych fononów o prawie ze-

POSTPY FIZYKI

TOM DODATKOWY 53D

ROK 2002

MATERIAŁY XXXVI ZJAZDU FIZYKÓW POLSKICH – TORU 2001 – WYKŁADY PLENARNE

st¦powanie dwóch temperatur T LP i T c prowadzi

do ró»norakich zjawisk zwi¡zanych z silnymi ko-

relacjami elektronów.

x < 0,5 oraz uporz¡dkowania ładunkowego w sta-

nie nadprzewodnictwa (SC), gdy x zmienia si¦ od

0,5 do 1. Przedstawiony na rys. 1a diagram fa-

zowy ma znamiona uniwersalno±ci, na co wyra¹-

nie wskazuj¡ ostatnie prace z FulFET-em, czyli

tranzystorem polowym z monokryształem fule-

renu C 60 [2] (rys. 1b).

Tabela 1. Temperatury krytyczne T i T c w nadprze-

wodnikach wysokotemperaturowych.

Koncentracja

Temperatury

BEC

no±ników

krytyczne T c i T

T < T c

x < x 1

T c = 0, T = T LP

nie

x 1 < x < x opt

(poddomieszkowanie) T c < T = T LP

tak

x opt < x < x max

(naddomieszkowanie) T c = T = T LP

tak

x > x max

T c = 0

nie

Fulereny, które nale»¡ do nadprzewodników

wysokotemperaturowych, maj¡ obydwie tempera-

tury krytyczne: T LP i T c w zakresie poddomiesz-

kowania i jedn¡ temperatur¦ w zakresie naddo-

mieszkowania.

Diagram fazowy HTSC wyja±nia efekty ci-

±nieniowe. Ze wzrostem ci±nienia ro±nie warto±¢

całki przeskoku t , do której jest proporcjonalna

g¦sto±¢ stanów na poziomie Fermiego. Parametr

d T c / d p jest dodatni poni»ej koncentracji optymal-

nej x opt , gdzie skaluje si¦ jak t 2 /U ( U jest we-

wn¡trzw¦złow¡ energi¡ korelacji). Powy»ej opty-

malnej koncentracji, gdzie ci±nienie obni»a T c ,

skaluje si¦ jak (2 zt ) − 1 , gdzie z – liczba s¡siadów,

a d T c / d p < 0. Zło»ony diagram fazowy HTSC wy-

nika z dwucz¡stkowych korelacji fermionów oraz

kondensacji Bosego–Einsteina, b¦d¡cej procesem

korelacji wielu CP.

Rys. l. Diagram fazowy nadprzewodnika wysokotempe-

raturowego przedstawiaj¡cy zale»no±¢ temperatur kry-

tycznych T = T LP i T c od koncentracji no±ników x

(elektronów lub dziur) dla: a) YBCO [1] oraz b) fulere-

nowego tranzystora polowego FulFET [2].

Dla bardzo małej koncentracji no±ników

(dziur/elektronów) materiał wykazuje antyferro-

magnetyzm (AF), a ładunki i spiny s¡ zlokalizo-

wanymi stanami w krysztale. W miar¦ wzrostu

koncentracji no±ników pr¡du ro±nie przewodno±¢,

wyst¦puj¡ korelacje dwójkowe i pojawiaj¡ si¦ pary

lokalne (LP) o wła±ciwo±ciach swobodnych bozo-

nów, które kondensuj¡ w T c .

Odkrycie nadprzewodnictwa indukowanego

w tranzystorze FulFET [2] na krysztale C 60 po-

kazuje, »e zale»no±¢ od koncentracji ma maksi-

mum [ T c ( x )] h , e

2. Przykłady diagramów fazowych nad-

przewodników wysokotemperaturowych

Głównym reprezentantem nadprzewodnictwa

wysokotemperaturowego (HTSC) jest zwi¡zek

YBa 2 Cu 3 O 6+ x (YBCO), który jest zło»onym

tlenkiem o warstwowej strukturze płaszczyzn

CuO poł¡czonych ła«cuchami miedziowo-tleno-

wymi. Dobór koncentracji tlenu x w ła«cuchach

pozwala na kontrolowan¡ zmian¦ koncentracji no-

±ników pr¡du (dziur) płyn¡cych równolegle do

tych płaszczyzn. Dzi¦ki temu w YBCO mo»na ±le-

dzi¢ korelacje spinowe i ładunkowe w fazie upo-

rz¡dkowania antyferromagnetycznego (AF) dla

max tak dla nadprzewodnictwa dziu-

rowego (52 K), jak te» elektronowego (11 K)

(rys. 1b). Jest to du»e przesuni¦cie T c ku wysokiej

temperaturze, bo w wyniku domieszkowania fule-

ryty K 3 C 60 , Rb 3 C 60 maj¡ ni»sz¡ temperatur¦ kry-

tyczn¡ T c , która wynosi odpowiednio 19 K i 30 K.

POSTPY FIZYKI

TOM DODATKOWY 53D

ROK 2002

MATERIAŁY XXXVI ZJAZDU FIZYKÓW POLSKICH – TORU 2001 – WYKŁADY PLENARNE

3. Przewodnictwo fulerenu C 60

i fulerytów A x C 60

niej drogi swobodnej do warto±ci l tr = 0,17 nm,

podczas gdy „optyczna” ±rednia droga swobodna

elektronu w Rb 3 C 60 w niskiej temperaturze wy-

nosi l tr = 8,7 nm. Ró»nica bierze si¦ st¡d, »e oby-

dwa parametry dotycz¡ ró»nych procesów: mniej-

sza warto±¢ l tr jest zwi¡zana z rozpraszaniem elek-

tronu na powierzchni cz¡steczki C 60 , a dłu»sza za-

wiera równie» tunelowe przeskoki mi¦dzy s¡sied-

nimi molekułami w sieci krystalicznej fulerenu.

Przewodnictwo elektryczne w krysztale utwo-

rzonym przez sferyczne molekuły fulerenu C 60 jest

procesem zło»onym [3]. Swobodne elektrony prze-

wodnictwa rozpraszane na powierzchni takiej mo-

lekuły przez lokalne drgania dopuszczone przez

symetri¦ decyduj¡ o zale»no±ci przewodno±ci elek-

trycznej od temperatury, gdy przeskoki pomi¦-

dzy s¡siednimi cz¡steczkami zachodz¡ dzi¦ki bez-

stratnemu tunelowaniu. rednia droga swobodna

elektronu w jego ruchu translacyjnym w fulerenie,

l tr = 0,3 nm, jest mniejsza od odległo±ci d = 1 nm

mi¦dzy molekułami C 60 w sieci fcc kryształu.

Ten dwuetapowy proces przewodnictwa w fulere-

nie sprawia, »e nie mo»na stosowa¢ przybli»enia

swobodnego gazu kwantowego elektronów, lecz ze

wzrostem stopnia nieuporz¡dkowania (ang. disor-

der) trzeba rozpatrywa¢ efekt lokalizacji Ander-

sona, zwi¦kszaj¡cy opór, lub nale»y uwzgl¦dni¢

efekt kondensacji defektów zwi¡zanych z przesu-

ni¦ciami jonów, który prowadzi do „nasycenia”

oporu. W celu wyja±nienia tak skomplikowanego

procesu przewodnictwa elektrycznego w fulerenie

postuluje si¦ zast¡pienie elektronów nienaładowa-

nymi kwazicz¡stkami Bogolubowa, które s¡ su-

perpozycj¡ fermionów: ujemnych elektronów i do-

datnich dziur. Modelem takiej kwazicz¡stki jest

torus, b¦d¡cy rotonowym stanem nadprzewodz¡-

cego pr¡du par Coopera, wewn¡trz którego znaj-

duje si¦ spin. Te egzotyczne cz¡stki maj¡ wła±ci-

wo±ci gazu, lecz ich spin i ładunek s¡ kwanto-

wymi obserwablami wyznaczanymi za pomoc¡ od-

powiednich szczelin energetycznych: spinowej lub

ładunkowej (ang. spin/charge gaps) [4].

Opór wła±ciwy fulerenu domieszkowanego

metalami alkalicznymi był dyskutowany w wielu

pracach, lecz obraz podany przez Hebarda i in. [5]

wydaje si¦ najbli»szy rzeczywisto±ci. W obra-

zie tym cz¡steczka C 60 jako akceptor elektro-

nów tworzy anionowe stany stabilne C 1 60 , C 2 60

i C 3 60 . W tym modelu (rys. 2) uchwycone na po-

wierzchni elektrony przebywaj¡ tam przez czas

− l , gdzie jest wielko±ci¡ oddziaływa-

nia elektron–fonon. Poniewa» cz¡steczk¦ fulerenu

mo»na traktowa¢ jako obiekt mezoskopowy, ter-

micznie wzbudzane drgania maj¡ cechy wynika-

j¡ce z symetrii tej cz¡steczki. Dlatego silne i krót-

kozasi¦gowe sprz¦»enie powoduje skrócenie ±red-

Rys. 2. Zale»no±¢ oporu wła±ciwego K 3 C 60 od tem-

peratury. Schematyczny rysunek pokazuje dwuetapowy

translacyjny ruch elektronu w krysztale [5].

Przedstawiony na rys. 2 dwuetapowy pro-

ces przewodnictwa elektronowego składa si¦

z wewn¡trzcz¡steczkowego rozpraszania na po-

wierzchni molekuły oraz z szybkiego procesu tune-

lowania mi¦dzy s¡siednimi cz¡steczkami w krysz-

tale. Na ten zło»ony proces ruchu elektronów

w krysztale fulerenu nakłada si¦ orientacyjne

nieuporz¡dkowanie molekuł C 60 , zawsze obecne

w temperaturze T > 0 K. Bardzo ciekawym

i istotnym spostrze»eniem jest to, »e w nadprze-

wodz¡cych A 3 C 60 g¦sto±¢ elektronów jest mniej-

sza ni» trzy na molekuł¦ C 60 ! Oznacza to, »e stan

ładunkowy w fulerenie nigdy nie jest „czysty”,

lecz zawsze mamy do czynienia z superpozycj¡

anionów o ró»nej warto±ciowo±ci.

4. Nadprzewodnictwo fulerenu C 60

i fulerytów A x C 60

Własno±ci nadprzewodz¡ce w substancji w¦-

glowej obserwowano w interkalowanym graﬁcie

C 8 K, dla którego temperatura krytyczna T c była

POSTPY FIZYKI

TOM DODATKOWY 53D

ROK 2002

MATERIAŁY XXXVI ZJAZDU FIZYKÓW POLSKICH – TORU 2001 – WYKŁADY PLENARNE

bardzo niska, gdy» wynosiła tylko 0,135 K. Silna

anizotropia pola krytycznego sugeruje, »e dla

równoległej orientacji pola magnetycznego H

w stosunku do osi c kryształu zmienia si¦ typ

nadprzewodnictwa [4]. Dla orientacji równole-

głej ( H " ) do osi c wyst¦puje nadprzewodnictwo

typu I, bo p arametr Ginzburga–Landaua =

rwy energetycznej, sytuuje fulereny w rodzinie

nadprzewodników wysokotemperaturowych. Za-

le»no±¢ szeroko±ci przerwy energetycznej od zre-

dukowanej temperatury T/T c przedstawiono na

rys. 3. Linia ci¡gła została wykre±lona zgod-

nie z teori¡ BCS. Podstawowe parametry stanu

nadprzewodz¡cego w interkalowanych fulerenach

A x C 60 przedstawiono w tab. 2. Warto±ci tych pa-

rametrów wskazuj¡, »e fuleryty s¡ nadprzewodni-

kami typu II. Molekuła fulerenu C 60 ma wła±ci-

wo±ci układu nanoskopowego, w którym rozmiar

decyduje o jego strukturze elektronowej.

= 0 , 78 > 1 / p 2 i pole krytyczne H c2 =

960–1500 A/m. O zmianie charakteru nadprze-

wodnictwa ze zmian¡ kierunku pola magnetycz-

nego ±wiadczy zale»no±¢ podatno±ci magnetycz-

nej od orientacji pola H . Ma ona kształt li-

tery U albo V, gdy pole H jest odpowiednio rów-

noległe albo prostopadłe do osi c kryształu gra-

ﬁtu. Kształt „U” wskazuje na wyst¦powanie fazy

Meissnera a» do pola krytycznego, a kształt ”V”

wskazuje na wnikanie strumienia magnetycznego

(worteksów) ju» od najmniejszych pól i na struk-

tur¦ mieszan¡, charakterystyczn¡ dla nadprze-

wodnika typu II.

W przypadku poł¡cze« w¦gla i siarki dono-

szono o bardzo wysokich temperaturach krytycz-

nych T c . Ostatnio dla kompozytu siarki i graﬁtu

uzyskano temperatur¦ krytyczn¡ 35 K [7]. W la-

tach 70. sugerowano nadprzewodnictwo amorﬁcz-

nego w¦gla w temperaturze pokojowej na podsta-

wie oscylacyjnego charakteru zale»no±ci przewod-

nictwa od pola magnetycznego [8], lecz te obser-

wacje dot¡d nie zostały potwierdzone.

Najlepiej zbadane s¡ nadprzewodniki fulere-

nowe, gdzie kryształ fulerenu jest „gospodarzem”,

do którego wprowadzono gaz elektronów pocho-

dz¡cy od zjonizowanych metali alkalicznych, od-

znaczaj¡cych si¦ mał¡ energi¡ jonizacji. Przed od-

kryciem nadprzewodnictwa w FulFET-ach [2] wy-

dawało si¦, »e w układzie Me x C 60 , gdzie Me = K

lub Rb, tylko skład dla x = 3 jest faz¡ nadprzewo-

dz¡c¡, a temperatury krytyczne K 3 C 60 i Rb 3 C 60

wynosz¡ odpowiednio T c (K) = 19 K i T c (Rb) =

30 K. Dzisiaj wiemy, »e temperatura T c ro±nie od

zera do warto±ci maksymalnej T max , gdy koncen-

tracja no±ników pr¡du ro±nie od x 1 do x opt . Powy-

»ej tej warto±ci T c maleje do zera ze wzrostem x ,

jak wynika z diagramu fazowego HTSC (rys. 1b).

Nie tylko jednak diagram fazowy, lecz przede

wszystkim zasi¦g korelacji = 2 nm i stosunek

2 /kT c 5,25, gdzie jest szeroko±ci¡ prze-

Rys. 3. Zale»no±¢ szeroko±ci przerwy energetycznej od

temperatury dla A 3 C 60 (A = K lub Rb) [9].

Tabela 2. Temperatura T c , parametr Ginzburga–

–Landaua i zasi¦g korelacji w fulerytach.

T c [K] [nm]

K 3 C 60 [8]

19,3

2,6–3,5

Rb 3 C 60 [8]

29,6

2,0–3,0

na granicy

domieszkowania [11]

5. Idea tranzystora

na pojedynczej molekule C 60

Stosuj¡c analogi¦ mi¦dzy graﬁtem i fulerenem

wykazano, »e współczynnik g wyznaczony za po-

moc¡ EPR jednoznacznie charakteryzuje poszcze-

gólne aniony: C 1 60 i C 3 60 [12]. Po odkryciu mole-

POSTPY FIZYKI

TOM DODATKOWY 53D

ROK 2002

0 , 22 < 1 / p 2, a warto±¢ pola krytycznego H c =

400–560 A/m, podczas gdy dla orientacji prosto-

padłej H ! wyst¦puj e nadprzewodnictwo typu II:

MATERIAŁY XXXVI ZJAZDU FIZYKÓW POLSKICH – TORU 2001 – WYKŁADY PLENARNE

kuły C 60 zaproponowano tranzystor wykorzystu-

j¡cy fuleren jako element czynny nano-elektrome-

chanicznej struktury, oznaczanej w angloj¦zycznej

literaturze akronimem NEMS [13]. Nanoskopowy

tranzystor fulerenowy ma struktur¦ tranzystora

FET, w którym mamy ¹ródło S wstrzykuj¡ce elek-

trony, dren D oraz bramk¦ G (rys. 4, u góry). Na-

pi¦ciem bramki U G steruje si¦ pr¡d płyn¡cy mi¦-

dzy ¹ródłem i drenem. Złote elektrody S i D zo-

stały osadzone na przekładce dielektryka le»¡cej

pod metalow¡ bramk¡ G. Szeroko±¢ elektrod wy-

nosiła 100 nm, a ich grubo±¢ 15 nm. Obserwacje

za pomoc¡ mikroskopu elektronowego pokazały,

»e szczelina mi¦dzy elektrodami jest nieregularna

i w najw¦»szych miejscach w¦»sza od 10 nm. Na

tak przygotowanej szczelinie osadzono z roztworu

C 60 w toluenie molekuły fulerenu, spodziewaj¡c

si¦, »e w najw¦»szym miejscu mi¦dzy elektrodami

znajdzie si¦ pojedyncza cz¡steczka C 60 . Standar-

dow¡ technik¡ zbadano charakterystyk¦ pr¡dowo-

-napi¦ciow¡ I ( U ), wi¡»¡c skoki nat¦»enia pr¡du

płyn¡cego przez tranzystor z kolejnymi zmianami

ładunku molekuły C 60 w zale»no±ci od napi¦-

cia bramki U G . Poniewa» potencjały jonizacji ko-

lejnych anionów w s¡siedztwie ¹ródła s¡ znane

z pomiarów elektrochemicznych, mo»na s¡dzi¢, »e

pierwszy stopie« odpowiada generacji jednowarto-

±ciowego anionu C 1 60 , a nast¦pne maksima pr¡du

tunelowego odpowiadaj¡ jonom C 2 60 i C 3 60 . Tak

wi¦c za pomoc¡ tranzystora udało si¦ uwidoczni¢

ładunkowe stany fulerenu, traktuj¡c t¦ niezwykł¡

molekuł¦ jako kropk¦ kwantow¡.

utworzył si¦ mi¦dzy nimi kanał o długo±ci 25 µ m

i szeroko±ci 0,5–1 mm. Na te elektrody nanie-

siono izoluj¡c¡ warstw¦ Al 2 O 3 , na któr¡ nało»ono

bramk¦ G. Badania własno±ci nadprzewodz¡cych

tego osobliwego FET-a przeprowadzono w zakre-

sie temperatury powy»ej 1,7 K i w polach magne-

tycznych o indukcji do 9 T, sk¡d na podstawie

zale»no±ci H c2 od indukcji B wyznaczono zasi¦g

korelacji .

Rys. 4. Struktura fulerenowego tranzystora polowego

(FulFET-a) i zale»no±¢ oporu wła±ciwego no±ników dziu-

rowych pomi¦dzy ¹ródłem S i drenem D od temperatury

dla ró»nych napi¦¢ bramki G [2].

6. Nadprzewodz¡cy tranzystor FulFET

z modulowan¡ temperatur¡ krytyczn¡ T c

W zale»no±ci od polaryzacji bramki G zmie-

niano g¦sto±¢ stanów elektronów lub dziur.

W stanie normalnym opór wła±ciwy wynosił kil-

ka m · cm. Na rysunku 4 widzimy typowe dla

nadprzewodników jego zale»no±ci od temperatury.

Dla polaryzacji dodatniej U G > 0 zaobserwo-

wano nadprzewodnictwo, polegaj¡ce na ł¡czeniu

si¦ w pary elektronów wstrzykiwanych ze ¹ródła S.

Temperatura krytyczna T c nie przekraczała 11 K.

Rewelacyjne okazało si¦ generowanie w krysztale

C 60 dziur, dla których osi¡gni¦to rekordowo wy-

sok¡ temperatur¦ krytyczn¡ T c = 52 K. Ponie-

wa» obszar, w którym wyst¦puje nadprzewodnic-

two, jest nieokre±lony, nie jest pewne, jaki ładu-

nek przypada na jedn¡ molekuł¦ C 60 . Trzy elek-

trony na cz¡steczk¦ odpowiadaj¡ anionom C 3 60

w słabo domieszkowanych zwi¡zkach K x C 60 . Na-

tomiast dziurowe nadprzewodnictwo wskazuje, »e

Ostatnio odkryto nadprzewodnictwo elektro-

nowe i dziurowe [2] w tranzystorze polowym zbu-

dowanym na czystym monokrysztale fulerenu C 60 .

Odkrycie to jest dlatego niezwykłe, »e zaobser-

wowano ł¡czenie si¦ w pary stanów dziurowych,

które do tego odkrycia były uwa»ane za stany fule-

renu C 1 60 (mimo wielu w¡tpliwo±ci). W strukturze

tranzystora polowego wykorzystano monokryształ

C 60 o przewodnictwie typu metalicznego (rys. 4).

Powierzchni¦ monokryształu, który specjalnie

oczyszczano przez wielokrotn¡ sublimacj¦ i kon-

densacj¦, poddano działaniu strumienia wodoru

w temperaturze 600 C. Na kryształ o rozmiarach

1–2 mm naparowano ¹ródło S i dren D, tak »e

POSTPY FIZYKI

TOM DODATKOWY 53D

ROK 2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: