"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8991
ETF8991 "Struktuursed ja elektroonsed korrastused ülijuhtivates kompleksühendites (1.01.2012−31.12.2015)", Teet Örd, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
ETF8991
Struktuursed ja elektroonsed korrastused ülijuhtivates kompleksühendites
Structural and electronic orderings in superconducting complex compounds
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP260 Tahke aine: elektrooniline struktuur, elektrilised, magneetilised ja optilised omadused, ülijuhtivus, magnetresonants, spektroskoopia1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.20128 496,00 EUR
01.01.2013−31.12.20138 496,00 EUR
01.01.2014−31.12.20148 496,00 EUR
01.01.2015−31.12.20158 496,00 EUR
33 984,00 EUR

Projekti keskseks ülesandeks on erinevate korrastuste vaheliste seoste, aga ka fluktuatsioon- ja koherentsusomaduste uurimine ülijuhtivates kompleksühendites. Uurimisprogramm on kavandatud järgmistes suundades: 1. Ülijuhtomaduste modelleerimine spetsiifiliste korrastuste poolt mõjutatud elektronspektritega kompleksühendites. Erinevate elektroonsete ja struktuursete iseärasuste seostamiseks mitmetsoonilistes ülijuhtides peaks arendatavasse teooriasse kaasama mittejäiku elektronspektreid ja aktuaalsete alamsüsteemide vahelisi hargnevaid interaktsioone. Muuhulgas tuleks siin üldistada ferroelektri vibroonset mehhanismi võttes arvesse mittejäikade elektrontsoonide olemasolu. Spetsiaalset huvi pakuvad sellised struktuursete ja elektroonsete korrastuse vastastikuse mõju kanalid, mis ilmuvad tänu lokaliseeritud (ja tugevalt korreleeritud) ning mittelokaliseeritud elektronseisundite segunemisele elektron-foonon interaktsiooni käigus. 2. Fluktuatsioonid ja ruumiline koherentsus komplekssetes ülijuhtühendites. Me kavatseme uurida fluktuatsioonide kineetikat kahekomponendilistes ülijuhtides rakendades funktsionaalse integreerimise tehnikat, et väljuda staatilise lähenduse piiridest. Ruumilise koherentsuse uurimisel kahetsoonilistes ülijuhtides tuleks kriitilise ja mittekriitilise karakteristliku pikkuse kontseptsiooni üldistad võttes arvesse ka tsoonidesiseseid paardumisi. Kahetsooniliste ruumiliselt piiratud süsteemide jaoks on plaanis modifitseerida eelnevalt arendatud skeemi kaasates suvalise tugevusega tsoonidevahelist interaktsiooni ja diskreetseid elektronspektreid. Samuti on kavas arendada teooriat kahekomponendiliste granuleeritud ülijuhtide jaoks. 3. Komplekssete ülijuhtivate ja nendega seotud ühendite numbriline uurimine. Planeeritud uurimistöös on põhirõhk tsoonidevaheliste interaktsioonide ilmingutel komplekssete materjalide omadustes. See hõlmab ab initio arvutusi, vajalike interaktsioonikonstantide analüüsi ja eriti lokaalseid lisandiefekte kristallvõres. Muutused tsoonidevahelise hajumise intensiivsuses, mis saadakse,võrreldes omavahel häirimata ja lisandi poolt modifitseeritud süsteeme, kujutavad endast olulise informatsiooni allikaid atomaarsel skaalal toimuvate protsesside kohta. Sellised kompositsioonilised muutused, mis leiavad aset lokaalses piirkonnas, aga ka ioonidevahelistes ja elektron-elektron korrelatsioonides, võivad oluliselt mõjutada mitmetsoonilist ülijuhtivust.
The main goal of the project is to study the interrelations between various orderings as well as fluctuation and coherency properties in superconducting complex compounds. The program of research has been designed in the following directions: 1. Modelling of superconducting properties in complex systems with background electron spectra influenced by specific orderings. In order to connect various electronic and structural features in multi-band superconductors, the non-rigid electron spectra and the branching leading interactions between actual subsystems should be introduced into the theory. In particular, the vibronic mechanism of ferroelectricity should be generalized here by taking into account the participation of non-rigid electron bands. The channels for mutual influence between structural and electronic orderings, which appear due to the electron-phonon interaction mixing the localized strongly correlated and itinerant electron states, will be of special interest. 2. Fluctuations and spatial coherency in complex superconducting compounds. We intend to investigate the kinetics of fluctuations in two-component superconducting systems by employing the path integral technique to go beyond the limits of static approximation. In the study of spatial coherency in two-band superconductors the conception of critical and non-critical characteristic lengths should be generalized by taking into account also the intraband couplings. For two-band spatially restricted samples we are planning to modify the previously developed scheme by involving the interband interaction of arbitrary strength and the discrete electron spectrum. It is also intended to develop the theory for two-component granular superconductors. 3. Computational study of complex superconducting and related compounds. The planned research will be directed along the general line concerning the manifestation of interband interactions in the properties of complex materials. It includes ab initio calculations, analysis of necessary interaction constants and especially local impurity lattice effects. The changes in interband scattering intensity, obtained from the comparison of the host and modified by impurity systems, can serve as sources of significant information about processes appearing on the atomic scale. The compositional changes of local environment and also the ones which take place in inter-ionic and electron-electron correlations can substantially influence the multi-band superconductivity.
- Uuriti pseudopilu tüüpi ergastuste võimalikkust mitmetsoonilises ülijuhtivuses olenevalt elektronspektri struktuurist ja tsoonide täitumisest. Kahetsoonilisel juhul ei saa oodata vajalike omadustega pseudopilu avaldumist, kuid kolmetsoonilisel juhul osutub see võimalikuks. - Analüüsiti tsoonisiseste ja tsoonidevaheliste paaridega seotud interaktsioonide koosmõju mitmetsoonilise ülijuhi faasidiagrammile. Leiti, et sellised eri tüüpi paaridega ülijuhtivuskanalid, mis on interaktsioonis ühe ja sama tsooniga, pärsivad teineteise toimet. - Analüüsiti kristallvõre dünaamilist destabiliseerumist, mis tuleneb piluga eraldatud valentstsooni ja tüüritava põhjaga juhtivustsooni vibroonsest segunemisest, sõltuvalt keemilise potentsiaali asukohast. See uurimus on K. Veende valmiva doktoritöö osaks. - Kahetsoonilise ülijuhi jaoks tuletati fluktuatsioonide ruumilised korrelatsioonifunktsioonid, mis koosnevad kriitilist ja mittekriitilist koherentsuspikkust sisaldavast panusest. - Kaheorbitaalses negatiivse U-ga Hubbardi mudelis leiti ülijuhtivuse koherentsuspikkused ja magnetvälja sissetungimissügavus sõltuvalt orbitaalide parameetritest ja laengukandjate kontsentratsioonist. Osutati tsoonidevahelise lähedusefekti võimalikule mõjule nende pikkuseskaalade vahekorra temperatuurisõltuvuses. - Näidati, et fluktuatsioonide mõjus soojusmahtuvusele kajastub oluliselt see, kas on tegemist ühe- või kahekomponendilise ülijuhtiva korrastusega. - Näidati, et nõrk tsoonidevaheline paariülekande interaktsioon toimib ülijuhtivuse nõrgemale komponendile kahepilulises süsteemis korrastusparameetriga assotsieeruva välise väljana. - Numbriliselt uuriti elektronkorrastusi ülijuhtidega seotud ühendites. Siin saadud tulemused haakuvad muuhulgas üldise küsimusega sellest, kuidas ülijuhtivust tekitavad interaktsioonid on seotud kristallvõre kovalentsete ja ioonsete sidemete ühise mõjuga. Tihedusfunktsionaali meetodil analüüsiti elektroonse lokaliseerumise ja korrastuse efekte mitmes mudelühendis ning nemaatilist tüüpi elektroonset kaugkorrastust baasmaterjalis FeAs2.