Высокотемпературная и сверхвысокотемпературная волны зарядовой плотности в квазиодномерном проводнике NbS3-II / Зыбцев С.Г., Покровский В.Я., Табачкова Н.Ю.

Abstract

Моноклинная фаза NbS3 (NbS3-II), являясь характерным представителем группы трихалькогенидов переходных металлов, уникальна тем, что в ней наблюдаются три фазовых перехода с образованием волн зарядовой плотности (ВЗП) [1]. Наибольшее число публикаций посвящено исследованию «высокотемпературной» ВЗП-1, образующейся при TP1340-370 K. ВЗП-1 отличается высокочастотными свойствами и высокой когерентностью, причём – при комнатной температуре. Исследования свойств «сверхвысокотемпературной» ВЗП-0, образующейся при TP0>440 К и характеризуемой волновым вектором q0 =(0.5a* ,0.352b* ,0), начались недавно. На XIII РКФПП мы сообщали о когерентном скольжении ВЗП-0 в сравнительно небольших электрических полях, в том числе, о синхронизации в СВЧ поле [2]. Однако эти эффекты наблюдались только в «аномальных» образцах NbS3-II, в которых отсутствует ВЗП-1. На предстоящей РКФПП мы планируем рассказать о дальнейших исследованиях ВЗП-0 и её взаимодействии с ВЗП-1. Во-первых, к нашему удивлению, оказалось, что и в обычных образцах можно увидеть когерентное скольжение ВЗП-0, включая синхронизацию. Наблюдение скольжения ВЗП-1 и ВЗП-0 на одном и том же образце позволило сравнить их свойства. Несмотря на то, что нелинейная проводимость ВЗП-0 относительно мала (~5 % от линейной), заряд, переносимый ей при сдвиге на период  во всех случаях превышает заряд ВЗП-1 – в 1.2–2.5 раза. Одновременное наблюдение синхронизации скольжения ВЗП-1 и ВЗП-0 вблизи TP1 позволило наблюдать их интерференцию. Во-вторых, удалось прояснить структуру «аномальных» образцов, без ВЗП-1. С этой целью образцы после исследования транспортных свойств были перенесены на сетку для исследования в ПЭМ. Оказалось, что в этих образцах отсутствуют рефлексы q1 = (0.5a* ,0.298b* ,0), соответствующие ВЗП-1. Этого можно было ожидать. Однако помимо этого была обнаружена пара рефлексов вблизи 0.5b* , соответствующих искажению с периодом 2.1 b. Сверхструктура с таким периодом наблюдалась ранее в NbS3-II в СТМ на дефектах упаковки [3]. В-третьих, установлено значение температуры TP0 =450-475 K, а также определена температурная область обратимых изменений свойств NbS3 – до ~550 К. В-четвёртых, установлено, что выше TP0 диэлектрический температурный ход сопротивления сохраняется. Это указывает на то, что выше TP0 электронный спектр, возможно, уже диэлектризован каким-то структурным фазовым переходом. В-пятых, нагрев выше 550 К позволил контролируемым образом изменять свойства образцов. При увеличении проводимости высокоомных образцов на порядок признаков образования ВЗП-2 при TP2 =150 К не наблюдалось, в противоположность образцам, исходно обладающим такой же проводимостью. Сделан вывод о принципиальном значении структурных дефектов для образования ВЗП-2.