Zusammenfassung
Von 15 supraleitenden, binären komplexen Phasen derσ- undχ-Struktur wurde die Elektronenwärme im Normal- und teilweise im supraleitenden Zustand bestimmt. Die im einzelnen beschriebene Elektronenstrahl-Schmelzanlage gestattet die Präparation unter Hochvakuum. Es ergibt sich eine starke Korrelation zwischen der supraleitenden kritischen TemperaturT c und dem Koeffizientenγ der Elektronenwärme im untersuchten Bereich zwischen 6 und 7 mittleren Valenzelektronen. Dieser Sachverhalt, zusammen mit den Resultaten anderer Autoren, führt zu zwangloser Übereinstimmung mit den empirischen Regeln vonMatthias. Im Zusammenhang mit den Arbeiten vonMorel undAnderson sowie vonGarland wird es möglich, die beobachteten Daten der Übergangsmetalle auf die Zustandsdichte an der Fermigrenze und einen systematisch variierenden Elektron-Phonon Wechselwirkungs-parameter zurückzuführen. Dies gelingt vor allem durch die Berücksichtigung von Abweichungen gegenüber dem normalen Isotopeneffekt. Im supraleitenden Zustand konnte in den 8 untersuchten Fällen im BereichT c/2 undT c/6 ein Exponentialgesetz in der Elektronenwärme gefunden werden, dessen Parameter jedoch zum Teil von den theoretischen Werten abweichen. Der fehlende Zusammenhang zwischen magnetischer Suszeptibilität und supraleitender kritischer Temperatur kann nun nach den vorliegenden Messungen erklärt werden.
Résumé
Nous avons déterminé la chaleur spécifique électronique de 15 phases intermédiaires supraconductrices dans des systèmes binaires. Ces phases complexes possèdent la structureσ etχ; les mesures furent effectuées dans le domaine de conduction normale et en partie dans le domaine de la supraconductibilité. Les échantillons furent préparés sous haut vide à l'aide d'un four à bombardement électronique, décrit en détail. Il existe une corrélation étroite entre la température de transitionT e et le coefficientγ de la chaleur électronique dans le domaine étudié, où le nombre moyen d'électrons varie entre 6 et 7. Ce comportement, y compris les résultats d'autres auteurs, reflète les règles empiriques deMatthias. Nous basant sur les travaux deMorel etAnderson et deGarland, nous pouvons interpréter les résultats obtenus en fonction de la densité d'états au niveau de Fermi et d'un paramètre variant systématiquement et exprimant les interactions électrons-phonons. On doit pour cela tenir compte de déviations de l'effet isotopique normal. Dans le domaine supraconducteur, nous trouvons dans les 8 cas étudiés une loi exponentielle pour la chaleur électronique entreT c/2 etT c/6; les paramètres obtenus ne coïncident cependant pas toujours avec les valeurs théoriques. Le manque de corrélation entre susceptibilité magnétique et température critique est expliqué par nos mesures.
Abstract
Measurements of the electronic specific heat in the normal and superconducting state of 15 superconducting binary complex phases of theσ- andχ-structure are presented. The alloys have been prepared under high vacuum in an electron-beam melting apparatus described in detail. In the investigated range between 6 and 7 valence-electrons, the obvious correlation betweenT c, the superconducting critical temperature, andγ, the coefficient of the electronic specific heat, leads to agreement with the empirical rules, found byMatthias. Recently,Morel andAnderson andGarland have calculated the values of the deviation of the normal isotope-effect. With these values it is possible to relate the observedT c-data for most of the transition metal alloys investigated so far to the density of states at the Fermi level and to a systematically varying electron-phonon interaction parameter. In the superconducting state, an exponential dependence of the electronic specific heat on 1/T is found in the range betweenT c/2 andT c/6. However the parameters are somewhat different from those predicted by theory. The values ofγ observed also account for the lack of any correlation between the total magnetic susceptibility and the superconducting critical temperature for these phases.
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Bucher, E., Heiniger, F. & Müller, J. Spezifische Wärme und magnetische Suszeptibilität supraleitender, binärer komplexer Phasen von Übergangsmetallen. Phys kondens Materie 2, 210–240 (1964). https://doi.org/10.1007/BF02422846
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