¹⁷O Knight shifts of the various types of CuO₂ planes in Bi-cuprates high-Tc superconductors

¹ Laboratoire PMMH, Groupe de Physique Thermique, ESPCI, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris, France ;
² CNET, 196, rue Henri-Ravera, 92220 Bagneux, France.

Abstract

A ¹⁷O NMR study has been performed on a ¹⁷O enriched powder sample of (Bi, Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_y, also called n = 3 phase (with Tc = 110K) which belongs to the Bi-based superconductors family (Bi, Pb)₂Sr₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4 The n = 3 compound which contains in its unit cell two types of CuO₂ planes (labelled type I and II), Is compared to the n = 2 compound where only one type of CuCO₂ planes (type I) is present. ¹⁷O Knight shift measurements versus temperature, in the normal phase, have allowed us to evidence the distinct behaviours of the two types of planes present in the n = 3 compound. The results are consistent with the existence of stronger electron correlations, or smaller charge carrier density in the type II planes.

Résumé

Une étude RMN de l’isotope 17 de l’oxygène a été effectuée sur une poudre enrichie en ¹⁷O de (Bi, Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_y aussi nommée phase n = 3 (Tc = 110 K) qui appartient à la famille des supraconducteurs à base de bismuth (Bi, Pb)₂Sr₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4 Le composé n = 3 qui contient deux types de plans CuO₂ (appelés type I et type II) dans sa maille élémentaire, est comparé au composé n = 2 qui ne contient qu’un seul type de plan CuO₂ (type I). Des mesures de déplacement de Knight en fonction de la température, dans l’état normal, nous ont permis de mettre en évidence les comportements distincts des deux types de plans présents dans le composé n = 3. Les résultats sont en accord avec l’existence, dans les plans de type II, de corrélations entre électrons plus fortes, ou d’une densité de porteurs de charge plus faible.