Solitonic features of (bi)polaronic charge transport, and the (super)conductivity of K_1-xBa_xBiO₃ and YBa₂Cu₃O₇

Kamerling Onnes laboratory, Leiden University, P.O. Box 9506, 2300 RA LEIDEN, The Netherlands.

Abstract

Solitonic features of conduction by charged defect states in otherwise insulating materials are discussed. Particular attention is paid to the possible role of mixed-valence charge transfer in molecular conductors and polar (ionic) compounds as e g. the superconducting metal oxides. As an application, we discuss the possible role of the disproportionation of Cu²⁺ and Bi⁴⁺ in YBa²Cu³O⁷ and in (K_1-x Bax) BiO³, respectively. The associated onsite bipolarons may be seen as charged bosons, and may be responsible for the observed superconductivity in these materials by the principle of Bose-condensation. Some relevant theoretical results in the literature are reviewed.

Résumé

On discute les caractéristiques des solitons qui interviennent dans la conduction pour des défauts chargés dans le cas de matériaux normalement isolants. On porte une attention particulière au rôle possible du transfert de charge à valence mixte dans les conducteurs moléculaires et les composés polaires (ioniques) comme par exemple les oxydes métalliques supraconducteurs. Comme application nous discutons le rôle possible de la dismutation du Cu²⁺ et Bi⁴⁺ dans YbA₂Cu₃O₇ et (K_{1_x}Bax) BiO₃ respectivement. Les bipolarons associés, in situ, peuvent être considérés comme des « bosons » chargés et peuvent être responsables de la conduction observée dans ces matériaux d'après le principe de la condensation de Bose. Des résultats théoriques pertinents relevés dans la littérature sont passés en revue.