YBa₂(Cu_(1-x)Ni_(x))₃O_(7-δ) 단결정의 raman 연구

Abstract

The substitution site of Ni for Cu in YBa_(2)Cu_(3)O_(7) was studied by Raman measurements. The full width half maximum(FWHM) of the Cu(2) mode in Ni-doped YBa_(2)Cu_(3)O_(7) increases with increasing of doping content, similarly to Zn-doped YBa_(2)Cu_(3)O_(7). The increase of FWHM in Ni-doped YBa_(2)Cu_(3)O_(7) is, however, smaller than that of Zn-doped superconductors for the same nominal dopant content. The behavior of the FWHM in both systems is closely related to the T_(c) suppression behavior. Our results indicate that Ni is substituting for both the plane Cu sites and the chain Cu sites, while Zn substitutes for the Cu plane sites only. We also show that ｜1 /√m_(cu)-1/√m_(eff)｜ is proportional to the change in T_(c) and FWHM as functions of the doping contents. It is suggested that the orgin of the disorder is closely related with the mass difference between the dopants and the Cu atoms.;YB_(8_(2))Cu_(3)O,_(7-δ)(YBCO)에 Ni을 첨가한 단결정(Y-Ni1:2:3)의 라만 스펙트럼을 측정하였고, YBCO에 Zn를 첨가한 단결정(Y-Zn1:2:3)의 라만 스펙트럼 결과와 비교 분석하였다. Y-Zn1:2:3 단결정의 경우와 같이, Y-Nil:2:3 단결정의 모든 라만 진동 모드의 주파수 변화는 없었고, 첨가량이 증가할수록 평면에 있는 Cu의 진동모드인 150cm^(-1) 모드에 대한 반치폭(FWHM, full width half maximum)이 증가했다. 두 단결정의 FWHM의 첨가량에 따른 거동이 전이온도 변화거동과 매우 유사했고, Cu에 대한 Ni과 Zn의 같은 첨가량에도 불구하고 Ni첨가의 경우가 Zn 첨가의 경우보다 FWHM의 변화량이 훨씬 작았다. 이 실험결과로부터 Zn첨가의 경우는 모두가 평면에 있는 Cu자리로 치환되지만 Ni 첨가의 경우는 일부는 평면 Cu로 치환되고 일부는 사슬에 있는 Cu자리로 치환됨을 유추할 수 있었다. 또한, Ni과 Zn첨가로 인한 유효질량의 제곱근의 역수와 Cu질량의 제곱근의 역수 차이의 절대값이 전이온도와 FWHM의 변화량에 비례한다는 것으로부터 첨가되는 원소와 Cu의 질량차이가 무질서도에 기여하고 있음을 유추할 수 있었다.