Визуализация структурных доменов в монокристалле пниктида железа EuFe2As2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Известно, что при синтезе сверхпроводящих монокристаллов EuRbFe4As4 встречается примесь родительской фазы EuFe2As2. Методом поляризационно-оптической микроскопии исследована кинетика образования ромбической фазы в кристаллах EuRbFe4As4, содержащих большую долю фазы EuFe2As2. Показано, что ромбическая фаза прорастает в тетрагональную полосками с одной кристаллографической ориентацией, образуя макродомены. Затем эти домены скачкообразно пронизывают параллельные полосы ромбической фазы второй ориентации, и формируется двойниковая система ромбических доменов. Процесс сопровождается возникновением макронапряжений – волн растяжения и сжатия с характерным периодом 100–300 мкм в продольном и поперечном направлениях относительно двойниковой системы, приводящих к пространственной модуляции магнитной проницаемости. Установлено, что даже слабые магнитные поля (до 100 Э) существенно влияют на пространственное распределение двойниковой структуры и оказывают воздействие, аналогичное внешним напряжениям.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. С. Успенская

Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: uspenska@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

М. С. Сидельников

Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН

Email: uspenska@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

К. С. Перваков

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: uspenska@issp.ac.ru
Россия, 119991, Москва

В. А. Власенко

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: uspenska@issp.ac.ru
Россия, 119991, Москва

Л. Я. Винников

Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН

Email: vinnik@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

Список литературы

  1. Miclea C.F., Nicklas M., Jeevan H.S., Kasinathan D., Hossain Z., Rosner H., Gegenwart P., Geibel C., Steg-lich F. // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. № 21. P. 212509. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.79.212509
  2. Изюмов Ю.А., Курмаев Э.З. // УФН. 2008. Т. 178. № 12. С. 1307. http://doi.org./10.3367/UFNr.0178.200812d.1307
  3. Nandi S., Jin W.T., Xiao Y., Su Y., Price S., Shukla D.K., Strempfer J., Jeevan H.S., Gegenwart P., Brückel Th. // Phys. Rev. B. 2014. V. 89. № 1. P. 014512. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.89.014512
  4. Degtyarenko A.Yu., Karateev I.A., Ovcharov A.V., Vlasenko V.A., Pervakov K.S. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 21. P. 3801. http://doi.org./10.3390/nano12213801
  5. Vlasenko V., Pervakov K., Gavrilkin S. // Supercond. Sci. Technol. 2020. V. 33. № 8. P. 084009. http://doi.org./10.1088/1361-6668/ab9aa5
  6. Kim T.K., Pervakov K.S., Evtushinsky D.V., Jung S.W., Poelchen G., Kummer K., Vlasenko V.A., Sadakov A.V., Usoltsev A.S., Pudalov V.M., Roditchev D., Stolyarov V.S., Vyalikh D.V., Borisov V., Valentí R., Ernst A., Ereme- ev S.V., Chulkov E.V. // Phys. Rev. B. 2021. V. 103. № 17. P. 174517. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.103.174517
  7. De la Cruz C., Huang Q., Lynn J.W., Li J., Ratcliff II W., Zarestky J.L., Mook H.A., Chen G.F., Luo J.L., Wang N.L., Dai P. // Nature. 2008. V. 453. № 7197. P. 899. http://doi.org./10.1038/nature07057
  8. Tanatar M.A., Kreyssig A., Nandy S., Ni N., Budko S.L., Canfield P.C., Goldman A.I., Prozorov R. // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. № 18. P. 180508. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.79.180508
  9. Ni N., Nandi S., Kreyssig A., Goldman A.I., Mun E.D., Bud’ko S.L., Canfield P.C. // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. № 1. P. 014523. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.78.014523
  10. Goldman A.I., Argyriou D.N., Ouladdiaf B., Chatte- rji T., Kreyssig A., Nandi S., Ni N., Bud’ko S.L., Can- field P.C., McQueeney R.J. // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. № 10. P. 100506. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.78.100506
  11. Zapf S., Dressel M. // Rep. Prog. Phys. 2017. V. 80. № 1. P. 016501. http://doi.org./10.1088/0034-4885/80/1/016501
  12. Veshchunov I.S., Vinnikov L.Ya., Stolyarov V.S., Zhou N., Shi Z.X., Xu X.F., Grebenchuk S.Yu., Baranov D.S., Golovchanskiy I.A., Pyon S., Sun Y., Jiao W., Cao G., Tamegai T., Golubov A.A. // JETP Lett. 2017. V. 105. № 2. P. 98. http://doi.org./10.1134/S0021364017020151
  13. Vinnikov L.Ya., Veshchunov I.S., Sidelnikov M.S., Stolyarov V.S. // Instrum. Exp. Tech. 2019. V. 62. № 4. P. 587. http://doi.org./10.1134/S0020441219040122
  14. Tegel M., Rotter M., Weiß V., Schappacher F.M., Pött-gen R., Johrendt D. // J. Phys. Condens. Matter. 2008. V. 20. № 45. P. 452201. http://doi.org./10.1088/0953-8984/20/45/452201
  15. Xiao Y., Su Y., Schmidt W., Schmalzl K., Kumar C.M.N., Price S., Chatterji T., Mittal R., Chang L.J., Nandi S., Kumar N., Dhar S.K., Thamizhavel A., Brueckel Th. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. № 22. P. 220406. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.81.220406
  16. Zapf S., Stingl C., Post K.W., Maiwald J., Bach N., Pietsch I., Neubauer D., Löhle A., Clauss C., Jiang S., Jeevan H.S., Basov D.N., Gegenwart P., Dressel M. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. № 22. P. 227001. http://doi.org./10.1103/PhysRevLett.113.227001
  17. Ельцев Ю.Ф., Перваков К.С., Власенко В.А., Гаврилкин С.Ю., Хлыбов Е.П., Пудалов В.М. // УФН. 2014. Т. 184. № 8. С. 897. http://doi.org./10.3367/UFNr.0184.201408j.0897
  18. Батова Д.Е., Власко-Власов В.К., Гончаров В.А., Емельченко Г.Е., Инденбом М.В., Осипьян Ю.А. // ЖЭТФ. 1988. Т. 94. Вып. 11. С. 356.
  19. Uspenskaya L.S., Tikhomirov O.A., Bozhko S.I., Ego-rov S.V., Chugunov A.A. // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. № 16. P. 163907. http://doi.org./10.1063/1.4803051
  20. Мусаева З.Р., Выборнов Н.А., Булатов Н.А., Карпасюк В.К., Успенская Л.С., Язенков С.Х. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2007. № 7. С. 66.
  21. Успенская Л.С., Нургалиев Т., Благоев Б., Дончев Т., Митева С. // Изв. РАН. Сер. Физ. 2008. Т. 72. № 4. С. 572.
  22. Mirri C., Dusza A., Bastelberger S., Chu J.-H., Kuo H.-H., Fisher I.R., Degiorgi. L. // Phys. Rev. B. 2014. V. 89. № 6. P. 060501. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.89.060501
  23. Mirri C., Dusza A., Bastelberger S., Chu J.-H., Kuo H.-H., Fisher I.R., Degiorgi. L. // J. Supercond. Nov. Magn. 2016. V. 29. № 12. P. 3053. http://doi.org./10.1007/s10948-016-3773-y
  24. Pal A., Chinotti M., Chu J.-H., Kuo H.-H., Fisher I.R., Degiorgi L. // NPJ Quantum Materials. 2019. V. 4. № 1. P. 3. http://doi.org./10.1038/s41535-018-0140-1
  25. Смоленский Г.А., Боков В.А., Юсупов В.А., Край- ник Н.Н., Пасынков Р.Е., Шур М.С. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Л.: Наука, 1971. 476 c.
  26. Классен-Неклюдова М.В. Механическое двойникование кристаллов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 261 c.
  27. Degiorgi L. // Front. Phys. 2022. V. 10. P. 866664. http://doi.org./10.3389/fphy.2022.866664

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фотографии поверхности монокристалла EuFe2As2, полученные в отраженном поляризованном свете при 184.9 К и различной ориентации осей a и b (а, б) формирующейся ромбической фазы относительно направления поляризации падающего света: темный (1) и светлый (2) контрасты полос, E – контур ступеньки на плоскости, где осуществляется переход на нижнюю террасу поверхности.

Скачать (461KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Макродомены (А и Б) полосок формирующейся ромбической фазы при 184.7 К (а); сформировавшаяся при 184.5 К двойниковая структура, практически сохраняющаяся при дальнейшем понижении температуры (б).

Скачать (499KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Появление продольной и поперечной модуляций яркости изображения двойниковой структуры ромбической фазы (напряжений) при температуре: а – 186.2; б – 33 К (контраст изменен, чтобы одновременно визуализировать и модуляцию, и двойниковую структуру). Видно, что положение двойниковых границ практически неизменно в широком диапазоне температур.

Скачать (512KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Профиль яркости, измеренный в поперечном направлении относительно двойниковых доменов при 186.84 (1), 186.82 (2), 186.2 (3), 90.8 (4) и 14.7 К (5) (а); температурная зависимость максимальной (1) и минимальной (2) яркости в полосах модуляции, а также амплитуды модуляции (3) (б).

Скачать (459KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Формирование ромбической фазы (белые полосы) в одной из областей кристалла при температуре: а – 186.84; б – 186.82 К (трансформация контраста в области локализации ромбической фазы с одновременным сжатием площади, занятой этой фазой).

Скачать (405KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Трансформация при Т = 8 К макроскопической модуляции напряжений под действием магнитного поля Н = 50 Э, лежащего в плоскости ab и приложенного под углом около 20° (а) и 70° (б) к двойниковым границам (направление поля показано черными стрелками, направление кристаллографических осей в тетрагональной фазе – белыми стрелками).

Скачать (371KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024