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Analisi strutturale di film di GdSr2RuCu2O8

Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato lo studio mediante diffrazione di raggi X per l’analisi della struttura di film di GdSr2RuCu2O8 cresciuti per sputtering su substrati di SrTiO3. All’interno della tesi vi è una descrizione delle proprietà strutturali del GdSr2RuCu2O8. In particolare dalla letteratura corrente è stata analizzata la presenza di fasi spurie al variare delle condizioni di sintesi, sia per campioni sotto forma di bulk sia sotto forma di film sottile. Infine, vi è una sintesi dei difetti che è possibile trovare all’interno dei cristalli. Si è illustrata l’analisi strutturale mediante diffrazione ai raggi X. Sono brevemente descritte le proprietà del reticolo diretto e del reticolo reciproco, e le relazioni che li legano. Inoltre vi è una descrizione particolareggiata del diffrattometro a quattro cerchi ad alta risoluzione nella configurazione a triplo asse, utilizzato per lo studio della struttura cristallina dei film. Infine, sono riportati i principali risultati sperimentali ottenuti. Questi hanno permesso di ricavare i valori dei parametri reticolari del film e di evidenziare la sua qualità.

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INTRODUZIONE L'analisi dei meccanismi di interazione tra superconduttività e magnetismo ha sempre destato, fin dal 1950, notevole interesse. Il quesito fondamentale nasce dalla necessità di stabilire se sia possibile, a livello microscopico, la coesistenza tra ordine magnetico e superconduttività, fenomeni per lungo tempo ritenuti mutuamente esclusivi. Pertanto materiali magnetici non potevano essere superconduttori e viceversa. Ciò era supportato dall’ osservazione dell’annullamento della superconduttività in superconduttori nei quali fosse stata introdotta una piccola percentuale di materiale paramagnetico. Tuttavia nei tre decenni successivi sono stati scoperti una alcuni nuovi materiali, denominati superconduttori ferromagnetici, che esibiscono entrambi i fenomeni. Si tratta di materiali aventi proprietà superconduttive, che, in particolari condizioni, manifestano anche la presenza di una fase ferromagnetica. In tali materiali, la temperatura critica della fase superconduttiva, T C , e la temperatura critica della fase ferromagnetica, T M , sono tali che T C > T M . Solo in pochissimi casi sembra mostrarsi una vera coesistenza. Nella maggior parte dei casi i due distinti fenomeni rimangono esclusivi e appare un ordinamento o l’altro al variare di alcuni parametri quali temperatura, pressione, campo esterno. I più recenti, scoperti a partire dal 1999, sono i ruteno-cuprati; essi appartengono alla classe dei ferromagneti superconduttori nella quale, accanto alla presente fase ferromagnetica, si aggiunge, sotto determinate condizioni, l'insorgere di una fase superconduttiva. In questi materiali T C < T M . Tra questi ultimi ha destato interesse il composto GdSr 2 RuCu 2 O 8 , sintetizzato per la prima volta nel 1995 e che costituisce l’ oggetto di studio in questa tesi. Da un punto di vista strutturale, esso presenta una configurazione analoga a quella dei cuprati della famiglia RE123, ossia quella di una tripla perovskite con cella analoga a quella dell' YBa 2 Cu 3 O 7-δ ma con le catene Cu-O sostituite dai piani RuO 2 . Il composto mostra l'esistenza di una transizione magnetica a temperatura di Curie di 133-136 K ed una superconduttività a temperature critiche significativamente più basse che variano tra i 15 K e i 40 K, con coesistenza dei due fenomeni. Come si evince dai dati in letteratura, queste proprietà dipendono fortemente dalle condizioni di sintesi e di annealing. Ciò può essere dovuto alla particolare difficoltà di ottenere campioni di GdSr 2 RuCu 2 O 8 effettivamente puri. Ulteriori difficoltà nella comprensione di tali materiali sono nate dalla difficoltà di ottenere cristalli singoli o campioni con orientazione cristallografica preferenziale.

Laurea liv.I

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Marianna Lorenzo Contatta »

Composta da 74 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.