Infrared ellipsometry studies of cuprate high Tc superconductors

• Applicant: Professor Dr. Christian Bernhard
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2004 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5470877

Gegenstand dieses Antrages sind präzise ellipsometrische Messungen der optischen Leitfähigkeit von Kuprat-HochtemperaturSupraleitern über einen sehr weiten Energiebereich von 0.005 - 5.5 eV (FIR-UV) und als Funktion der Temperatur (3 - 475 K). Es sollen verschiedene Verbindungen der KHTSL als Funktion der Ladungsträgerkonzentration sowie von Defektatomen (Zn, Ni) untersucht werden. Aus den optischen Spektren hoffen wir, wichtige Informationen über die Wechselwirkungen der Ladungsträger zu erhalten, welche der supraleitenden Paarbildung sowie der ungewöhnlichen Pseudo-Energielücke im Normalzustand zugrunde liegen. Konventionelle Reflexions- und Transmissionsexperimente haben bereits wichtige Informationen über die optischen Eigenschaften der KHTSL geliefert. Trotz langjähriger intensiver Forschung bleiben die grundlegenden Wechselwirkungen der Ladungsträger und deren Energieskalen aber nur unzureichend verstanden. Unser Antrag beinhaltet zwei wesentliche Aspekte, welche zu einem besseren Verständnis beitragen können. 1.) Die Technik der Ellipsometrie ermöglicht direkte und besonders präzise Messungen der komplexen optischen Leitfähigkeit; Referenzmessungen und eine Kramers-Kronig-Dispersionsanalyse sind nicht erforderlich. Die Ellipsometrie bietet damit entscheidende Vorteile gegenüber herkömmlichen Reflexions- und Transmissionsmessungen. 2.) Die enge Zusammenarbeit innerhalb der Forschergruppe, die Verwendung komplementärer Messmethoden, der Austausch maßgeschneiderter Proben und die simultane Datenanalyse erlauben den quantitativen Vergleich mit theoretischen Modellen.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 538: Doping Dependence of Phase Transitions and Ordering Phenomena in Cuprate Superconductors
• International Connection: Switzerland