Szuperszerkezeteket eredményező fázisátalakulások szimmetriaanalízise Q1D rendszerek szimmetriacsoportjaival

Mészáros Csaba

Gödöllői Agrártudományi Egyetem, Fizika és Folyamatirányítási Tanszék,
Páter K.u.1., H-2103 Gödöllő

A magas hőmérsékletű szupravezetők (MHS) szerkezetvizsgálata a jelenleg folyó szupravezető-kutatás fontos részfeladatának tekinthető. Ezen belül alapvető fontosságú az MHS anyagokban fellépő oxigén-rendeződés vizsgálata, mivel a rendeződés egyértelműen befolyásolja a mindmáig ismeretlen MHS vezetési mechanizmust. A kiterjedt kísérleti tevékenység ellenére az oxigénrendeződés felderítése nem tekinthető megoldott feladatnak. A szinkrotronsugárzással végzett igen nagy pontosságú szóráskísérletek nyomán kiderült [1], hogy a MHS effektust mutató fázisokban oxigén-szuperszerkezet van jelen, amely részletes további vizsgálatot igényel. A MHS anyagokban lejátszódó szerkezeti fázisátmenetek csak részben tárgyalhatók az idevágó [2] szokásos szimmetriaanalízisekkel, amelyek alkalmatlanok a szuperrácsok leírására.

Teljesen új, az eddig használt leírásoktól sokkal szélesebb körben alkalmazható formalizmus megalkotását teszi lehetővé a kvázi-egydimenziós (Q1D) rendszerek egzakt szimmetriaelméletére, az úgynevezett vonalcsoport-módszerre támaszkodó eljárás. Ezt az eredetileg a sztereoreguláris polimerek [3] szerkezetének leírására megalkotott szimmetriaformalizmust eddig a fázisátalakulások Landau-elméletének keretein belül leírható, modulált szerkezetű kristályrácsokat eredményező fázisátmeneteknél alkalmaztuk [4-5] és megmutattuk, hogy mind a kommenzurábilis, mind pedig az inkommenzurábilisan modulált kristályrácsok esetében egyformán jól reprodukálja a régebbről ismert eredményeket [6]. Jelen munkában bebizonyítjuk, hogy ez a módszer ekvivalens a de Wolff, Janssen és Janner által javasolt [7] N-dimenziós krisztallográfiai leírással és az Y-Ba-Cu-O (1-2-3)-ban lejátszódó ekvitranszlációs tetragonális-ortorombos szerkezeti fázisátmenetnek a vonalcsoport-formalizmus által történő szimmetriaanalíziséből származtatjuk le az alacsony hőmérsékletű (ortorombos) fázisban létrejövő oxigénrendeződés lehetséges típusait. A fázisátalakulásra vonatkozó kiválasztási szabályok által a szakirodalomban eddig ismert adatoktól eltérően nem egy, hanem négy lehetséges oxigén-szuperrács-szimmetriát állapítottunk meg [7], amelyek mindegyikére megadjuk a megfelelő diffúz röntgenszórási intenzitásképletet. Végül megtárgyaljuk a számított [8] és mért [1] diffúz röntgenszórási intenzitásgörbék közötti viszonyt.

Irodalomjegyzék

[1] Neumann, H.-B., Poulsen, H.F., Rütt, U., Schneider, J.R., M.v. Zimmermann: Phase Transitions 55 (1995) 17

[2] Ascher, E.: J.Phys.C. Solid State Phys. 10 (1977) 1365

[3] Vainshtein, B.K.: Diffraction of X-Rays by Chain Molecules, Amsterdam: Elsevier (1966)

[4] Mészáros, Cs., Bánkuti, J.: Phys.Status Solidi B183 (1994) 73

[5] Kirschner, I., Mészáros, Cs., Laiho, R.: Z.Phys. B104 (1997) 289

[6] Kirschner, I., Mészáros, Cs., Laiho, R.: Eur.Phys.Journ. B2 (1998) 191

[7] de Wolff, P.M., Janssen, T., Janner, A.: Acta Cryst. A37 (1981) 625

[8] Mészáros, Cs., Bálint, , Kirschner, I., Laiho, R., Lhderanta, E., Bánkuti, J.: Superlattices and Microstructures, 21 (1997) 381