Analisi strutturale di film di GdSr2RuCu2O8

INTRODUZIONE L'analisi dei meccanismi di interazione tra superconduttività e magnetismo ha sempre destato, fin dal 1950, notevole interesse. Il quesito fondamentale nasce dalla necessità di stabilire se sia possibile, a livello microscopico, la coesistenza tra ordine magnetico e superconduttività, fenomeni per lungo tempo ritenuti mutuamente esclusivi. Pertanto materiali magnetici non potevano essere superconduttori e viceversa. Ciò era supportato dall’ osservazione dell’annullamento della superconduttività in superconduttori nei quali fosse stata introdotta una piccola percentuale di materiale paramagnetico. Tuttavia nei tre decenni successivi sono stati scoperti una alcuni nuovi materiali, denominati superconduttori ferromagnetici, che esibiscono entrambi i fenomeni. Si tratta di materiali aventi proprietà superconduttive, che, in particolari condizioni, manifestano anche la presenza di una fase ferromagnetica. In tali materiali, la temperatura critica della fase superconduttiva, T C , e la temperatura critica della fase ferromagnetica, T M , sono tali che T C > T M . Solo in pochissimi casi sembra mostrarsi una vera coesistenza. Nella maggior parte dei casi i due distinti fenomeni rimangono esclusivi e appare un ordinamento o l’altro al variare di alcuni parametri quali temperatura, pressione, campo esterno. I più recenti, scoperti a partire dal 1999, sono i ruteno-cuprati; essi appartengono alla classe dei ferromagneti superconduttori nella quale, accanto alla presente fase ferromagnetica, si aggiunge, sotto determinate condizioni, l'insorgere di una fase superconduttiva. In questi materiali T C < T M . Tra questi ultimi ha destato interesse il composto GdSr 2 RuCu 2 O 8 , sintetizzato per la prima volta nel 1995 e che costituisce l’ oggetto di studio in questa tesi. Da un punto di vista strutturale, esso presenta una configurazione analoga a quella dei cuprati della famiglia RE123, ossia quella di una tripla perovskite con cella analoga a quella dell' YBa 2 Cu 3 O 7-δ ma con le catene Cu-O sostituite dai piani RuO 2 . Il composto mostra l'esistenza di una transizione magnetica a temperatura di Curie di 133-136 K ed una superconduttività a temperature critiche significativamente più basse che variano tra i 15 K e i 40 K, con coesistenza dei due fenomeni. Come si evince dai dati in letteratura, queste proprietà dipendono fortemente dalle condizioni di sintesi e di annealing. Ciò può essere dovuto alla particolare difficoltà di ottenere campioni di GdSr 2 RuCu 2 O 8 effettivamente puri. Ulteriori difficoltà nella comprensione di tali materiali sono nate dalla difficoltà di ottenere cristalli singoli o campioni con orientazione cristallografica preferenziale.