Сверхпроводимость и спектроскопия гомо- и гетерофуллеридов щелочных металлов и таллия

Abstract

Используя жидкие сплавы металлов с ртутью (амальгамы), синтезированы фуллериды AnHgxC₆₀ (A = K, Rb, Cs; n = 2;3; x < 1); AnTlmHgxC₆₀ (A = K, Rb, Cs; n = 1;2; m = 0,25–2; x < 1) и NanC₆₀ (n = 2;3). Полученные образцы исследованы методами рентгенофазового анализа, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, комбинационного рассеяния света и дифференциальной сканирующей калориметрии. Фуллериды NanC₆₀ (n = 2;3) не являются сверхпроводниками. При изменении температуры в них наблюдаются структурные фазовые переходы. Фуллерид K₂HgxC₆₀ является сверхпроводником с температурой перехода Tc = 22 К, в то время как фуллерид K₃HgxC₆₀ не обладает сверхпроводящими свойствами. В отличие от них RbnHgxC₆₀ (n = 2;3) — сверхпроводники с Tc = 24–25 К. Цезиевые фуллериды предполагаемого состава CsnHgxC₆₀ (n = 1–3) либо полимерны (n = 2,3), либо кристаллизуются в ромбической решетке (n = 1), но во всех случаях не являются сверхпроводниками. В фуллеридах K₂TlmHgxC₆₀ максимальная Тс = 22 К наблюдается при содержании таллия m = 0,5. Фуллериды состава CsnTlmHgxC₆₀ (n = 1–3; m = 1;2) не являются сверхпроводниками, но KCsTlC₆₀, полученный через обменные реакции с TlCl, — сверхпроводник и имеет Тс = 21,7 К.

Використовуючи рідкі сплави металів із ртуттю (амальгами), синтезовано фулериди AnHgxC₆₀ (A = K, Rb, Cs; n = 2;3; x < 1); AnTlmHgxC₆₀ (A = K, Rb, Cs; n = 1;2; m = 0,25–2; x < 1) і NanC₆₀ (n = 2;3). Отримані зразки досліджено методами рентгенофазового аналізу, ядерного магнітного резонансу, електронного парамагнітного резонансу, комбінаційного розсіювання світла та диференціальної скануючої калориметрії. Фулериди NanC₆₀ (n = 2;3) не є надпровідниками. При зміні температури в них спостерігаються структурні фазові переходи. Фулерид K₂HgxC₆₀ є надпровідником з температурою переходу Tc = 22 К, у той час як фулерид K₃HgxC₆₀ не має надпровідних властивостей. На відміну від них RbnHgxC₆₀ (n = 2;3) є надпровідниками з Tc = 24–25 К. Цезієві фулериди передбачуваної сполуки CsnHgxC₆₀ (n = 1–3) або полімірні (n = 2,3), або кристалізуються в ромбічній гратці (n = 1), але у всіх випадках не є надпровідниками. У фулеридах K₂TlmHgxC60 максимальна Тс = 22 К спостерігається при змісті талію m = 0,5. Фулериди сполуки CsnTlmHgxC₆₀ (n = 1–3; m = 1;2) не є надпровідниками, але KCsTlC₆₀, який отримано через обмінні реакції з TlCl, є надпровідником і має Тс = 21,7 К.

We have synthesized fullerides AnHgxC₆₀ (A = K, Rb, Cs; n = 2; 3; x < 1); AnTlmHgxC₆₀ (A = K, Rb, Cs; n = 1; 2; m = 0.25–2; x < 1) и NanC₆₀ (n =2; 3) using liquid alloys of metals with mercury (amalgams). All samples were investigated with X-ray diffraction, nuclear magnetic resonance, electron spin resonance, Raman scattering and differential scanning calorimetry. The transitions to the superconducting state were observed at temperatures Tc ranged from 16.5 to 28.2 K. In fullerides of potassium K₂TlmHgxC₆₀ the optimal proportion of thallium is found to be m = 0.5, at which Тс is maximal and is equal to 22 K, The fullerides with composition CsnTlmHgxC₆₀ (n = 1–3; m = 1,2) are not superconductors and crystallizes in orthorhombic lattices. Na nC₆₀ (n = 2;3) fullerides are not superconductors. They have structural phase transitions when temperature goes down. K₂HgxC₆₀ is a superconductor with Tc = 22 K, whereas K₃HgxC₆₀ is not a superconductor. RbnHgxC₆₀ (n = 2;3) have Tc = 24–25 K. CsnHgxC₆₀ (n = 2;3) are not superconductors as well as CsnTlmHgxC₆₀ (n = 1–3; m = 1;2). KCsTlC₆₀ has Тс = 21,7 K.