Diese Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der Ladungssymmetrie in der CuO2 Ebene in den hochtemperatur-supraleitenden Kupraten (HTSCs - high-temperature superconducting cuprates). Hierfür wurden Experimente mit kernmagnetischer Resonance (NMR - nuclear magnetic resonance) an Einkristallen von YBa2Cu3O7 und YBa2Cu3O6.9 sowie an Pulverproben von YBa2Cu4O8 durchgeführt.
Der Fokus der Arbeit lag auf der Untersuchung des elektrischen Feldgradientens (EFG) der CuO2 Ebene unter hohem Druck und unterschiedlichen Temperaturen. Neben dem Cu Kern wurde für die Hochdruck-NMR-Untersuchung zum ersten Mal auch der O Kern der CuO2 Ebene verwendet und für beide Kerne die Druckabhängigkeit des vollständigen EFG Tensors bestimmt. Zusätzlich wurde die Magnetfeldabhängigkeit des EFG untersucht.
Ein Schwerpunkt der Arbeit lag in der Vorbereitung der NMR Druckzelle für Einkristallmessungen sowie deren Ausrichtung im Magnetfeld.
Es konnte gezeigt werden, dass die örtliche Variation des Cu EFG Tensors in allen untersuchten HTSCs stark mit Druck zunimmt und ähnlich groß ist, wie die Variation des EFG durch chemisch induzierte Unordnung.
Durch die Analyse der Cu und O NMR Spektren in YBa2Cu3O6.9 konnte gezeigt werden, dass der EFG der CuO2 Ebene nicht direkt durch die orthorhombische Kristallstruktur beeinflusst wird - so wie lange angenommen wurde - sondern durch eine geordnete Ladungsvariation am O erklärt werden muss.
Druck und tiefe Temperaturen erhöhen die Ladungsordnung.
Es konnte eine eindeutige, lokale Ladungssymmetrie und Amplitude bei 18 kbar und 100 K bestimmt werden, die quantitativ mit den Cu und O Spektren übereinstimmt. Die NMR Daten sind mit einer langreichweitigen Ladungsdichtewelle konsistent.
Zusätzlich wurde herausgefunden, dass das Magnetfeld sowohl die Variation als auch die Orientierung des planaren Cu EFG beeinflusst.
Mit der Arbeit konnte gezeigt werden, dass Ladungsordnung in Y-basierten HTSCs nahe der Dotierung mit der höchsten kritischen Temperatur (Tc) existiert und sie durch Druck, Variation der Temperatur sowie Magnetfelder beeinflusst werden kann.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:20975 |
| Date | 21 March 2018 |
| Creators | Reichardt, Steven |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/updatedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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