Röntgenographische Elektronendichtebestimmung von unterschiedlich synthetisierten YNi₂B₂C-Einkristallen

Das Übergangsmetall-Borkarbid YNi₂B₂C (Raumgruppe 8139) I4/mmm) geht bei Temperaturen unterhalb von ca. 15 K vom normalleitenden in den supraleitenden Zustand über [1]. Das supraleitende Verhalten ist stark von der chemischen Zusammensetzung im schmalen Homogenitätsbereich und von Feinheiten der Struktur abhängig.
Qualitativ hochwertige Einkristalle lassen sich mit dem Zonenschmelzverfahren [2] oder der Flusszüchgung [3] synthetisieren. Zur Bestimmung der elektronischen Bandstruktur sowie zur Charakterisierung der supraleitenden Energielücke wurden von Ignatchik et al. [4] de Haas-van Alphen (dHvA) Messungen an Einkristallen beider Züchungsmethoden durchgeführt. Die dHvA-Oszillationen weisen eine ungewöhnliche Dämpfung in der supraleitenden Phase für die zonengeschnmolzenen Proben auf. Im Unterschied dazu lassen sich für flussgezogene Proben Oszillationen deutlich bis zu tiefen Temperaturen beobachten.
Zur Aufklärung dieser Unterschiede wurden nun an denselben Proben röntgeneinkristalldiffraktometrische Messungen bei Raumtemperatur durchgeführt. Neben der Strukturverfeinerung zur Bestimmung der exakten Kristallstruktur werden verschiedene Fehlordnungsmodelle diskutiert. Die aus den verfeinerten Parametern berechneten Eletronendichteverteilungen werden mit theoretischen Berechnungen verglichen. Erst Ergebnisse weisen auf unterschiedliche Besetzungswahrscheinlichkeiten der C-Lage hin.
Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des SFB 463 unterstützt.
[1] R. Nagarajan et al. Phys. Rev. Lett. 72, 274-277 (1994).
[2] D. Souptel et al. J. Cryst. Growth 276, 652-662 (2005).
[3] P. Canfield et al. Phys. Today 51 (10), 40-46 (1998).
[4] O. Ignatchik et al. J. Magn. Magn. Mat. 290-291, 424-427 (2005).