HAL Id: jpa-00216605
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Submitted on 1 Jan 1976
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MÖSSBAUER STUDY OF LATTICE DYNAMICS OF
HIGH Tc SUPERCONDUCTORS
C. Kimball, G. van Landuyt, J. Spillman, E. Chain, F. Fradin
To cite this version:
JOURNAL DE PHYSIQUE CoZloque C6, supplkment au no 12, Tome 37, Dkcembre 1976, page C6-29
MOSSBAUER STUDY OF LATTICE DYNAMICS
OF
HIGH
Tc
SUPERCONDUCTORS
(*)
C. W. KIMBALL, G. VAN LANDUYT, J. SPILLMAN and E. E. CHAIN Northern Illinois University DeKalb, Illinois 60115, U. S. A.
and F. Y. FRADIN
Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois 60439, U. S. A.
RksumB. - Beaucoup de supraconducteurs
A
fort couplage prksentent des anomalies du spectre de phonons. Ces anomalies apparaissent habituellement sous forme de modes mous, quelquefoisa
caractkre t r b localis&, ou sous forme d'effets anharmoniques donnant lieu au durcissement de certains modes a hautes tempkratures. Une Btude a kt6 faite par spectrometric Mossbauer des proprietes 6lectroniques et du reseau dans les supraconducteurs de Chevrel et Pdl-zSnzHA
Tc 6levke - l'isotope Mossbauer etait 119Sn.Dans le compose SnMo6Ss a valeurs BlevQs de Tc et Hc, le reseau apparait anisotrope et anhar- monique au site de Sn [I]. Le degre d'anharmonicitk est Blevk et ne peut etre trait6 comme une perturbation. Les resultats indiquent qu'il existe dans le spectre de phonon un fort mode resonant sur Sn qui se durcit rapidement quand la temperature augmente.
La thkorie de Mannheim [3] s'applique a 1'6tude de la dynamique du reseau de 119Sn dans le Pd. Cette Btude confkme l'importance du changement des constantes de force et donne les conditions pour que la degenerescence d'un mode localis6 soit levee.
Nous avons aussi ktudi6 la dynamique du rbseau de 119Sn dans le supraconducteur Pdo,ggSno,olH-0,8 de type NaCI. L'addition d'hydrogkne a un effet notable sur les proprietks Blectroniques. On trouve un adoucissement des modes de basse Bnergie de M a i n et un durcisse- ment du mode localisk. Ces resultats indiquent I'adoucissement des modes acoustiques du Pd et la presence de fortes interactions entre Sn et H.
Abstract.
-
Many strong-coupled superconductors have anomalous phonon properties. These anomalies manifest themselves as unusually soft modes, sometimes of a rather localized nature, or as anharmonic effects giving rise to hardening of certain modes at high temperatures. A study oflattice and electronic properties of high Tc Chevrel and P d ~ - ~ s n ~ H superconductors has been made by means of the ll9Sn Mossbauer effect.
In the high Te, high He2 superconductor SnM06Ss, the lattice is found to be anisotropic and anharmonic at the Sn site [I]. The degree of anharmonicity is large and obviates the use of perturba- tion treatments based on harmonic models. The results indicate that the phonon spectrum includes a strong tin resonance mode that hardens rapidly with increasing temperature. (Recent inelastic neutron scattering measurements are in agreement with this result [ 2 ] ) .
The impurity theory of Mannheim [3] has been applied to the results of our studies of the lattice dynamics of 1 lgSn in Pd. This study further corroborates the importance of nearest neighbor force constant changes and demonstrates the conditions for splitting a localized mode peak out of the host phonon spectrum. We have also studied the lattice dynamics of ll9Sn in the NaC1-type superconductor Pdo.99Sno.olH- 0,s. The addition of hydrogen has a marked effect on the electronic
properties. We find a softening of the low energy tin modes and a hardening of the localized mode peak on hydriding. These results indicate softening of the Pd acoustic modes and the presence of a strong Sn-H interaction.
(*) Based on work supported by the National Science Foundation and the U. S. Energy Research and Development Adminis-
tration.
References
[I] KIMBALL, C. W., WEBER, L., VAN LANDUYT, G., FRA- DIN, F. Y., DUNLAP, B. D. and SHENOY, G. K., Phys. Rev. Lett. 36 (1976) 412.
[2] BADER, S. D., KNAPP, G. S., SINHA, S. K., SCHWEISS, P. and RENKER, B. (to be published).
[3] COHEN, S. S., NUSSBAUM, R. H. and HOWARD, D. G., Phys. Rev. B 12 (1975) 4095.
