Photoemission und Röntgenabsorption zum Dotierungsverhalten der Bi-Hochtemperatur-Supraleiter

Hochtemperatursupraleiter zeichnen sich gegenüber
konventionellen Supraleitern durch Sprungtemperaturen jenseits des flüssigen
Stickstoffs aus. Ein Grund für den bisher ausbleibenden kommerziellen
Durchbruch ist die noch ungeklärte Art der paarbildenden Wechselwirkung
zwischen den Cooper-Paaren. Eine wichtige Basis zur Aufklärung dieses
Phänomens in der Überprüfung geeigneter theoretischer Modelle
stellt die Kenntnis der elektronischen Eigenschaften und insbesondere ihre
Dotierungsabhängigkeit dar.

In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der Untersuchung der besetzten
und unbesetzten Zustandsdichten an der Fermi-Energie beschrieben. Zu diesem
Zweck wurden drei Dotierungsserien des Wismutkupratsystems hergestellt
und charakterisiert. Die experimentellen Untersuchungen erfolgten mittels
Photoemissions- und Röntgenabsorptionsspektroskopie unter Anwendung
der Synchrotronstrahlung. Hierbei wurde durch die Analyse der Kupfer L3-Absorptionskante
die Löcherkonzentration in den Kupferoxydebenen spektroskopisch bestimmt.
Es konnte für alle drei untersuchten Serien übereinstimmend
eine charakteristische Entwicklung der besetzten und unbesetzten Zustandsdichten
mit der Dotierung beobachtet werden. Formal vergleichbar mit der BCS-Theorie
konnte dabei ein Zusammenhang zwischen Sprungtemperatur und Zustandsdichte
für den Bereich unterdotiert bis optimal gefunden werden.