Synthèses et supraconductivité de monocristaux à base de mercure^*

Mercury based cuprates: single crystals growth and superconductivity

Laboratoire CRISMAT-ISMRA (UMR 6508), Boulevard du Maréchal Juin, 14050 Caen Cedex, France

Auteur de correspondance : Pelloquin@crismat.ismra.fr

Reçu : 13 Juin 1997
Révisé : 5 Septembre 1997
Accepté : 7 Octobre 1997
15 Janvier 1998

Résumé

Une méthode de synthèse simple, permettant de faire croître des monocristaux de composition (n = 1, 2 et 3) sans utiliser de boîte à gants ou de techniques sous hautes pressions, a été developpée en substituant partiellement le mercure par un cation M (M = Bi, Cu, Ti). Des études par microscopie électronique couplées avec des analyses EDX ont confirmé les modes d'empilement et l'introduction de 1'é1ément M sous la forme de couches mixtes . Les études structurales réalisées par diffraction de rayons X sur monocristal ont mis en évidence un éclatement du site oxygène lié à la couche mercure. Ces monocristaux, bruts de synthèses, présentent des T_c comparables à celles observées dans les céramiques "tout mercure" correspondantes. L'étude des propriétés d'ancrage des vortex, menée sur les cristaux dopés au bismuth, confirme la position intermédiaire du terme n = 1 par rapport aux termes n = 2 et n = 3. De plus, une comparaison entre les cristaux de type 1223 (n = 3) dopés successivement au titane () et au bismuth () semble mettre en avant les valeurs du rapport Hg/M et du paramètre c sur ces propriétés.

Abstract

Single crystals (n = 1, 2 and 3) of the mercury based cuprates have been grown by using a simple process. The M cations (M = Bi, Cu, Ti) act as stabilizers of the structure which permit to avoid the use of dry box or high gas pressure. The electron microscopy coupled with EDX analyses evidence the regularity of the stacking mode and confirm mixed mercury layers with compositions close to . Their structural studies based on X-ray diffraction data show a splitting of the oxygen site at the level of the mixed mercury layer. These as-grown superconducting single crystals exhibit T_c close to that of the corresponding pure mercury ceramics. The pinning properties study performed on () crystals confirms that the n = 1 member is intermediate between the n = 2 and n = 3 members. Moreover, the weak properties of the crystals with regard to the crystals suggest that their different cationic radii Hg/M and their different c-axis values may play a role on these properties.