Институт неорганической химии им.

Институт неорганической химии им.

Сибирское отделение РАН

360090 Новосибирск, ИНХ СО РАН

Тел.: (38; (38
Факс: (38

E-mail: fk@.che. nsk. su , *****@***che. nsk. su

Site: www. che. nsk. su

Институт неорганической химии СО РАН ведет систематические фундаментальные исследования в области сверхпроводимости с 1968 года. Исследования охватывают области синтеза, характеризации, измерения термохимических и физических свойств низкотемпературных образцов и ВТСП, теоретические исследования, а также исследования сверхпроводящих свойств углеродных наноструктур.

Характеризация образцов проводится в соответствующих лабораториях Института. В работах по сверхпроводимости частично или полностью участвуют 40 человек. В работах принимают участие сотрудники и студенты кафедры физики низких температур Новосибирского государственного университета, для которой Институт неорганической химии является базой для обучения.

Институт располагает

§  методами и установками для синтеза сверхпроводников и исследования их спектров,

§  рентгеновскими аппаратами для установления структуры образцов,

§  калориметрами для изучения термохимических и тепловых свойств,

§  магнитами до 17 Тесла,

§  сквид–магнитометрами,

§  другой необходимой измерительной аппаратурой в области от 2 К до 2000 К.

Институт владеет также необходимой вычислительной техникой и программами дли исследования сверхпроводников. Хладоагенты закупаются, в частности, жидкий гелий приобретается на криогенной станции СО РАН. Общая площадь, на которой развернуты работы по сверхпроводимости, составляет 10 модулей общей площадью 240 кв. м.

ВЕдущие специалисты

Лаборатория эпитаксиальных слоев

к. х.н.

в. н.с.

(38 *****@***nsk. su

Лаборатория химии сверхпроводников

	д. х.н., профессор	Заведующий лабораторией	(38 *****@***nsk. su
	к. х.н., с. н.с.	с. н.с	(38 *****@***nsk. su

Лаборатория термодинамики неорганических материалов

Мацкевич Ната Ивановна

д. х.н., с. н.с.

в. н.с.

(38 *****@***che. nsk. su

Лаборатория физхимии конденсированных сред

	д. х.н., профессор	г. н.с.	(38 *****@***che. nsk. su
	д. ф.-м. н. с. н.с.	в. н.с.	(38 *****@***che.nsk. su

Лаборатория физики низких температур

	д. ф.-м. н., с. н.с.	Заведующий лабораторией	(38*****@***che. nsk. su
	д. ф.-м. н., профессор	г. н.с.	(38 *****@***che. nsk. su
	д. ф.-м. н., доцент	в. н.с.	(38 *****@***che. nsk. su
	д. ф-м. н., с. н.с. доцент	в. н.с.	(38 romanenk@сasper. che. nsk. su
	к. ф-м. н.,	с. н.с.	(38*****@***che. nsk. su

Лаборатория статистической термодинамики конденсированных фаз

д. ф.-м. н., с. н.с.

Заведующий лабораторией

(38, *****@***che. nsk. su

КООПЕРАЦИИ

Научная проблема	Отечественный партнер	Зарубежный партнер
Исследование псевдощелевых явлений в купратных ВТСП	Международный томографический центр, г. Новосибирск
Выращивание монокристаллов ВТСП		Институт физики Китайской академии наук (Пекин, КНР)
Исследование сверхпроводящих свойств углеродных наноструктур и оксидных ВТСП		Институт физики Китайской академии наук (Пекин, КНР)
Магнитные исследования джозефсоновских решеток	Институт физики твердого тела РАН (г. Черноголовка)
Получение и исследования лантан содержащих и висмутсодержащих ВТСП	Институт физики СО РАН (г Красноярск)
Исследование монокристаллов ВТСП (термохимия, критические параметры, структура)		Институт физики твердого тела, Университет Карлсруе, Германия
Исследования структурных особенностей монокристаллов ВТСП	Московский инженерно-физический институт

технологическоЕ оборудование и диагностическая аппаратура

Наименование	Тип/марка	Функциональные возможности	Год приобретения
Калориметры (теплоемкость, теплоты смещения и растворения)	Уникальная разработка ИНХ СО РАН	Область температур 4.2 –1000 К. Погрешности до 0.01%	1
Сквид-магнитометр	Уникальная, разработка ИНХ СО РАН	Область температур 2 –100 К. Поля 0 – 200 Э. Чувствительность по магнитному моменту 10-10 А/м2 Особенность: позволяет получать непосредственно кривые намагничивания	1978 – 2001
Ростовая установка для высокотемпературного выращивания монокристаллов методом спонтанной кристаллизации	Уникальная разработка ИНХ СО РАН	Температура 1480 К	1
Сверхпроводящий магнит	Фирма “Оксфорд Инструментс”	Максимальное поле до 17 Т. Автоматизированные измерения гальваномагнитных эффектов при Т = 4.2 – 300 К	1990
Установки для исследования магнитных, электрических и гальваномагнитных свойств, а также релаксационных явлений в ВТСП	Разработаны в ИНХ	Температура T = 2 – 800 К Поле H = 0 – 17 T Чувствительность по напряжению до 0.01 мкВ	1
Установка для бесконтактного измерения критического тока сверхпроводников	Разработана в ИНХ	Значения критического тока от 10 мкА до 50 А, Т=4,2–300 К	1992

результаты научных исследований за последние 5 лет

Авторы:

Козеева Людмила Павловна, Каменева Маргарита Юрьевна, Лавров Александр Николаевич, Федоров Владимир Ефимович

Изучены закономерности роста фазы 123Tm из нестехиометрического расплава в системе Tm-Ba-Cu-O. Обнаружены дендритные формы, открытые ветви которых росли по нормальному механизму вдоль направлений <100> или <010> и являются совершенными кристаллами (размерами 50х1200х600 мкм). Эти вискеро-подобные кристаллы представляют чрезвычайный интерес для изучения анизотропии электросопротивления, поскольку обладают подходящим габитусом (размер кристалла вдоль оси с сравним с размерами в ab--плоскости) и не содержат дефектов типа винтовых дислокаций, свойственных пластинчатым

1.  A. N.Lavrov, M. Yu. Kameneva, L. P.Kozeeva. Normal-state resistivity anisotropy in underdoped RBa2Cu3O6+x crystals, Phys. Rev. Lett, 1998, V.81, No.25, pp .

2.  , , Выращивания, морфологический анализ, сверхпроводящие свойства монокристаллов LnBa2Cu3O7-х (Ln =Tm, Lu) //Неорг. материалы, 1998.-Т.34, вып.9. С.1-9

3.  M. Yu. Kameneva, L. P. Kozeeva, A. N. Lavrov, E. V. Sokol, V. E. Fedorov // Dendritic growth of TmBa2Cu3O6+x single crystals. J. Cryst. Growth, 2001, v.231, pp.171-178.

Авторы:

Козеева Людмила Павловна, Каменева Маргарита Юрьевна, Федоров Владимир Ефимович

Изучены процессы фазообразования в системе Lu - Ba – Cu – O. Выявлена специфика образования 123-Lu фазы: очень узкий температурный интервал (880-890 С), осуществление массопереноса главным образом через жидкую фазу, разложение 123-Lu фазы при длительном отжиге образца при температуре синтеза. Получены керамики с содержанием фазы 123-Lu ≈ 70 % (по литературным данным выход 123-Lu при твердофазном синтезе составлял следовые количества).

В условиях спонтанной кристаллизации из нестехиометрического расплава системы Lu-Ba-Cu-O выращены совершенные кристаллы 123Lu c размереми 5х5х0.2 мм3, имеющие высокую температуру (Тс=90-92 K) и узкую ширину (0.2-0.5 K) перехода в сверхпроводящее состояние. В условиях относительно быстрого охлаждения получены кристаллы 123Lu в тетрагональной форме, проведено уточнение кристаллической структуры. Показано, что причины затруднений в образовании соединения 123-Lu не стерические, а кинетические.

1.  , М.Ю. Каменева, , « Особенности роста кристаллов LuВa2Cu3O6+х из раствора в расплаве” Неорг. материалы, 2002, 38, №10, с.1-6.

2.  , ,, , «Кристал-лохимическая структура тетрагональной формы LuВa2Cu3O6+х (х=0)», ЖСХ, 2002, т.43, №3

Руководитель работ:

Романенко Анатолий Иванович

Обнаружено влияние структурной релаксации на электрофизические свойства ВТСП и Тс. Этот эффект связан с перераспределением кислорода по вакантным позициям приводящем к изменению концентрации носителей тока.

Обнаружены и исследованы квантовые поправки к магнитной восприимчивости, связанные с электрон-электронным взаимодействием.

Определена константа электрон-электронного взаимодействия в многослойных углеродных нанотрубах

1.  Romanenko A. I. Influence of the heat treatments, changing of the oxygen contents, and quenching of high temperature metastable states to normal and superconducting properties of HTSC. Northeast Asian Study Series, 1999, v. 4, p. 45-53.

2.  A. I. Romanenko, L. P. Kozeeva, Cheng DONG, Fang ZHOU, Fei WU, O. B. Anikeeva, A. V. Kazantsev, V. S. Kravchenko, E. V. Uskov, N. F. Zakharchuk, I. N. Kuropyatnik. Effect of oxygen redistribution in Bi-based high-Tc superconductors on their normal and superconducting properties. Physica C, 2000, v. 337, p. 327—330.

A. I. Romanenko, A. V. Okotrub, O. B. Anikeeva, L. G. Bulusheva, N. F. Yudanov, C. Dong, Y. Ni. Electron-electron interaction in multiwall carbon nanotubes. // Solid State Comm., 2002, v. 121, No. 2/3, pp. 149-153.

Руководитель работ:

Амитин Евгений Борисович

1. Проведены исследования явлений масштабирования на монокристаллических образцах тулиевых и итриевых 123 купратов.

1. , , . Скейлинг в ab-сопротивлении монокристалла TmBaCuO в нормальном состоянии. Письма в ЖЭТФ, 1997, Т.66, с.699-703.

2. E. B.Amitin, V. Ya. Dikovsky, A. N.Lavrov, A. P.Shelkovnikov. Scailing behavior in normal state properties of underdoped TmBaCuO single crystals. Physica B, 1999, V.259-261, p. 526.

2. Исследования температурных и полевых зависимостей магнетосопротивления недодопированных тулиевых купратов показали наличие двух компонент – изотропной и анизотропной. Первая связана с эффектами локализации, а вторая с переориентацией антиферромагнитных доменов

1. , , . . Магнетосопротивление слабодопированных кристаллов TmBa2Cu3OX. Переориентация антиферромагнитной структуры в магнитном поле. Письма в ЖЭТФ, 1999, Т.70, вып. 5, с.350.

2. , , Боярский В. Я.,, Ю,Козеева и температурные зависимости магнитосопротивления слабодопированных монокристаллов 123 купратов в магнитоупорядоченной фазе. Электронный журнал “Исследовано в России”, 2000, Т. 96, с.1318 – 1325. http://zhurnal. ape. relarn./articles/2000/096.pdf.

3. M. Yu. Kameneva, L. P.Kozeeva, A. N.Lavrov, E. V.Sokol, V. E. Fedorov. Dendritic growth of TmBa2Cu3O6+X single crystals. Journal of Crystal Growth, 2001, V. 231 p. 171-178.

4. E. B.Amitin, A. G.Blinov, L. A.Boyarsky, K. R.Zhdanov, V. Ya. Dikovsky, M. Yu. Kameneva, L. P.Kozeeva, Magnetoresistance of TmBCO single crystals in antiferromagnetic state. The Physics of Metals and Metallography. 2002. V.93. Suppl. 1. P. S133-S.136.

3. Проведены прецизионные исследования температурных зависимостей теплоемкости в недодопированных образцах тулиевых купратов. Было показано, что на границе перехода в псевдощелевую фазу в недодопированных купратах имеет место аномалия в термодинамических характеристиках в 123 купратных системах.

1. , , . Теплоемкость купратов в области псевдощелевого состояния. Исследовано в России, 2001, Т.117, c.. http://zhurnal. ape. *****/articles/2001/0117.pdf

2. , , М. Ю. К. аменева, , Аномалии электронной теплоемкости тулиевых купратов в области псевдощелевой фазы. Физика низких температур, 2002, Т. 28, N 8/9, (принято к печати).

Руководитель - Белослудов Владимир Романович

1. Изучено влияние волны зарядовой плотности и динамические свойства BaBiO3,

- , , . Волны зарядовой плотности и динамические свойства BaBiO3 . Электронный журнал "Исследовано в России", 2000, Т. 49, с. 667-675 http://zhurnal. ape. *****/articles/2000/049.pdf

2. На атомном уровне проведено модельное описание продольной диэлектрической постоянной для YBa2Cu3O7 и Tl2CaBa2Cu2O8 и показано, что она является отрицательной в широкой области вблизи границы зоны Бриллюэна.

- S. L. Kasyanov, V. P. Shpakov, V. R. Belosludov. Modeling of dielectric function of YBa2Cu3O7 and Tl2CaBa2Cu2O8 with lattice dynamics approach. High Temperature Superconductivity: New Materials and Properties. Joint Symposium of SB RAS and the CNEAS TU. Tohoku University. Northeast Asian Study, 1999, Series 4, p. 55-63

3. Для понимания механизм электронного спаривания в ВТСП проведено исследование динамический эффект Яна-Теллера, характерный для высокосимметричной молекулы C60 ..

- . Спин-орбитальное взаимодействие и динамический эффект Яна-Теллера в системе С60.. ЖЭТФ, 1999, Т.116, с. 194-203

4. Для лантановых купратов построена фазовая диаграмма температура – концентрация дырок, которая обнаруживает область фазового расслоения и обладает критической точкой.

- N. A. Nemov, V. R. Belosludov. Phase Diagram and Phase Separation of Cuprate Oxides in Decorated Ising model. Physica C, 1998, V. 308, p. 55-59

Руководитель работ - Кравченко Валентин Семенович

Изучено влияние сверхстехиометрических количеств Ca, Sr, Cu, Pb и их комбинаций Са+Cu, Са+Pb, Sr+Cu в образцах на фазообразование, микроструктуру и транспортные свойства (Bi, Pb)2223 керамики. Показано, что Са и Sr играют разные роли в формировании микроструктуры и транспортных свойств Bi-ВТСП. Заметному повышению критического тока (Bi, Pb)2223 способствует оптимальный избыток эквимолярных количеств Са+Cu. Показано, что решающим фактором в улучшении транспортных свойств в данном случае является образование укрупненных гранул сверхпроводящей фазы с развитой сетью джозефсоновских контактов. На основе полученных результатов предложен реакционный механизм образования фазы 2223, объединяющий идею диспропорционирования фазы 2212 (перитектический распад) и дана концепция участия в формировании 2223 микроколичеств жидкой фазы в виде

Bi2Sr2-хСахCuО6.

- , , . Влияние избытка Ca, Cu и Ca, Pb на сверхпроводящие и электрофизические свойства висмутовых керамик. Неорганические материалы, 1998, Т.34, №10, с.

Руководитель работ - Матизен Эдуард Викторович

1. Предложена модель релаксации магнитного потока в кольце ВТСП под действием постоянных и переменных магнитных полей, согласующаяся с собственными и другими экспериментальными работами. Обнаружено прекращение релаксации, когда в кольце создается инверсионное распределение вихрей.

- E. V. Matizen, P. P Bezverkhy, V. G. Martynets, S. M. Ishikaev. Thermoactivated flux creep in HTSC-rings in applied low-frequency magnetic field. Phys. Rev. B, 1999,v.59, No. 14, p.

2. В джозефсоновских SIS - сетках обнаружены лавины магнитного потока, входящие и выходящие из сетки при ее намагничивании. Лавины содержат до сотни квантов потока и подчиняются законам самоорганизованной критичности. Пока не вполне ясно, с чем связано обнаруженное явление, имитирующее такие природные явления как землетрясения, сходы горных лавин и др

- , , . Магнитные свойства двумерных джозефсоновских сеток. Самоорганизованная критичность в динамике магнитного потока. Письма в ЖЭТФ, 2000, Т. 72, №. 1., с. 39-44

3. В джозефсоновских SNS – сетках обнаружена существенная асимметрия кривой намагничивания, при которой на восходящей ветви гистерезиса обнаруживаются регулярные пики, а на нисходящей ветви такие пики отсутствуют. В SNS – сетках в отличие от SIS – сеток не обнаруживается самоорганизованная критичность. В рамках существующей теории джозефсоновских сеток эти явления пока не могут найти объяснения

- , , . Магнитные свойства двумерных джозефсоновских сеток c SNS- переходами. Письма в ЖЭТФ, 2002, Т. 76, №3, с. 194–198

Автор - Боголюбов Никита Александрович

Показано, что критический ток в керамических ВТСП подчиняется законам подобия.

- . Скейлинг критического тока гранулярных ВТСП. ФНТ, 1997, т.23, №8, с.808-815.

- . ‘Транспортный критический ток гранулярных высокотемпературных сверхпроводников”. ФНТ, 1999, т.25, №12, с.

Руководитель работ - Волков Владимир Владимирович

Обнаружены признаки высокотемпературной сверхпроводимости (Tc =110 K) в диффузных слоях боридов с переменным составом TiBx по глубине слоя, созданного на поверхности образцов металлического титана

- , , . "Признаки сверхпроводимости при 110 К на включениях фаз боридов TiBk в титановой матрице". Письма в ЖЭТФ, 2002, Т.75, вып.11, с.684-688

Руководитель работ - Мацкевич Ната Ивановна

Получены термохимические данные фаз в системе Sm(Nd)-Ba-Cu-O, на основе которых предложены способы синтеза образцов с улучшенными транспортными свойствами.

- , , K. W Dennis. Оптимизация безрастворной технологии высокотемпературных сверхпроводников. Химия в интересах устойчивого развития. 2001. Т. 9. с. 567–573.

- , , -Каллум. Термодинамические характеристики NdBa2Cu3O7-х. ЖФХ. 2001, т. 75, с. 199–203.

разработки, имеющие прикладной потенциал

Материалы и изделия

Наименование	Параметры	Область применения	Состояние разработки
Дендритные формы Tm-Ba-Cu-O вдоль направлений <100> или <010> в виде совершенных кристаллами.	Размер кристаллов 50х1200х600 мкм	Для научных целей	Разработана методика и получены кристаллы на действующей установке
Совершенные кристаллы 123Lu c размереми 5х5х0.2 мм3, имеющие высокую критическую температуру (Тс=90-92 K) и узкую ширину (0.2-0.5 K) перехода в сверхпроводящее состояние	Размер кристаллов 5х5х0.2 мм3, Температура сверхпроводящего перехода Тс=90-92 K с шириной перехода 0.2-0.5 K	Для научных целей	Разработана методика и получены кристаллы на действующей установке
Керамические образцы ВТСП		Для научных целей	Разработана методика и получены кристаллы на действующей установке

Материал подготовил Эдуард Викторович Матизен, главный научный сотрудник;

e-mail: *****@***che. nsk. su

Согласовано: Академик РАН Федор Андреевич Кузнецов, директор ИНХ СО РАН