Badania mossbauerowskie nadprzewodników żelazowych i niecentrosymetrycznych

Typ projektu: NCN OPUS 11
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Vinh Hung Tran
Numer projektu: 2016/21/B/ST3/01366
Opis projektu:
Ponieważ zrozumienie wzajemnych relacji pomiędzy nadprzewodnictwem i magnetyzmem w nadprzewodnikach żelazowych, jak również roli antysymetrycznego sprzężenia spin-orbita w nadprzewodnikach niecentrosymetrycznych jest celem nadrzędnym projektu, proponujemy zbadać trzy serie nadprzewodników żelazowych i kilku nadprzewodników niecentrosymetrycznych. Podkreślić należy, iż właściwości mikroskopowe wszystkich materiałów wymienionych poniżej pozostają całkowicie niezbadane do tej pory.
- Seria Sr2MFeAsO3 (M = Sc, Ti, V, Cr),
- Seria Can+2(Al, Ti)nO3n, n = 2, 3 i 4,
- Seria Ca10PtnAs8(Fe2As2)5, n = 3 lub 4
- 57Fe-domieszkowane nadprzewodniki LaNiC2, Re6Zr, Th7T3 (T = Fe, Co, Rh, Ir).
Badając w/w materiały próbujemy poszukiwać odpowiedzi na pytania:
- Czy widmo fononowe zmienia się na przejściu do stanu nadprzewodzącego?
- Co to jest najbliższe otoczenie atomów zaangażowanych w nadprzewodnictwa?
- Czy oddziaływania magnetyczne (w tym fala gęstości spinowej/ładunkowej, fluktuacja spinowa, wymiana) są związane z nadprzewodnictwem?
- Jaka jest rola oddziaływań magnetycznych i jaki jest związek między różnymi oddziaływaniami w stanie nadprzewodzącym?
Biorąc pod uwagę konieczność wyjaśnienia mechanizmu parowania elektronów w nowo odkrytych nadprzewodnikach żelazowych i niecentrosymetrycznych, jak i ogólnych kierunków badań w świecie i w Instytucie Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych, spektroskopia mössbauerowska została wybrana jako kluczowa metoda do badań w tym projekcie. Cenne informacje będą do uzyskania są: właściwości magnetyczne (pole nadsubtelne), elektryczne przesunięcie izomer, oddziaływania kwadrupolowe) lub wibracji (2-rzędu przesunięcie Dopplera). Oczywiście, że właściwości strukturalne i inne fizyczne są istotne dla poszczególnych serii nadprzewodników, i zatem będą zmierzone i porównane. Ponadto, planujemy wykonać pomiary spektroskopii mionowych dla kilku wybranych próbkach nadprzewodników.
Spodziewamy się osiągnąć ambitny cel projektu:
- Określić istotne właściwości fizyczne z punktu widzenia właściwości mikroskopowch, takie jak gęstość elektronów w pozycji Fe, gradient pola elektrycznego, rozkład nadsubtelnego pola magnetycznego, tryby lokalnych wibracji, relaksacja/fluktuacja oraz zjawiska przejścia fazowego.
- Zbadać oddziaływania pomiędzy nadprzewodnictwem i stanami kooperatywnymi (takimi jak uporządkowanie magnetyczne, fluktuacja spinowa, uporządkowanie fali gęstości spinowych/ładunkowych. • Rozstrzygnąć rolę antysymetrycznego sprzężenia spin-orbita w porównaniu z sprzężeniem fonon-elektron w nadprzewodnikach niecentrosymetrycznych.
- Ustalić systematyczną charakterystykę badanych nadprzewodników pod względem właściwości mikroskopowych.
Wyniki badań w ramach projektu zostaną opublikowane w artykułach naukowych w renomowanych czasopismach międzynarodowych, a także zostaną zaprezentowane na warsztatach krajowych i międzynarodowych konferencjach. Wybrane, znakomite wyniki badań będą rozpowszechniane na stronie internetowej pracowni. Planujemy również korzystać wyniki badań w dwóch rozprawach doktorskich i trzech dyplomach magisterskich. Wierzymy, że wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu pomogą rozwikłać zagadkę tajemniczą, jaka istnieje w relacji między nadprzewodnictwem i magnetyzmu, a także roli antysymetrycznego sprzężenia spinorbita, zatem rozszerzają naszą wiedzę na temat mechanizmu parowania elektronów w nowo odkrytych żelazowych i niecentrosymetrycznych nadprzewodnikach.