Supraleitung, Magnetismus und Strukturchemie der Selten-Erd Nickel Boronitride

Abstract

Quarternäre Selten-Erd Nickel Bornitride des Typs (LaN)3Ni2B2 sind Supraleiter mit einer schichtartigen Kristallstruktur. Zur Herstellung dieser Proben wurde ein Schmelzverfahren in einem Hochfrequenz-Induktionsofen mit Stickstoff-Argonatmosphäre optimiert und die Existenz neuer Phasen mit Substitutionen von magnetischen Selten-Erd Elementen Ce, Pr und Nd untersucht. Anhand von Röntgendiffraktion wurde die Kristallstruktur der Boronitride hinsichtlich der Variation der Gitterparameter, Schichtdicken und Bindungswinkel in Abhängigkeit von der Stickstoffstöchiometrie bzw. der Selten-Erd Zusammensetzung untersucht. Die Untersuchung der supraleitenden und magnetischen Eigenschaften zeigte, dass für La3Ni2B2N(3-x) die supraleitende Sprungtemperatur mit wachsendem Stickstoffgehalt auf bis zu 15 K ansteigt. Die Substitution mit Cer-Ionen führt zu starker Paarbrechung durch zwischenvalentes Cer. Für Mischkristalle mit Pr- oder Nd-Ionen am Selten-Erd Platz wurde die Variation der Sprungtemperatur mit der Abrikosov-Gor'kov Paarbrechungs-Theorie analysiert. Hierbei zeigte sich, dass die Sprungtemperatur sowohl aufgrund von Paarbrechung als auch durch Änderungen der Zustandsdichte mit wachsendem Anteil magnetischer Selten-Erd Ionen abnimmt.