Рентгеновская дифракция используется как комплементарный метод при исследовании кристаллов с помощью рассеяния нейтронов или используется независимо для определения или уточнения кристаллической структуры. В лаборатории имеется четыре рентгеновских установки для проведения структурных исследований на порошковых образцах и монокристаллах: управляемые с помощью персональных компьютеров четырехкружный, двухосный и порошковый дифрактометры и неавтоматизированный рентгеновский дифрактометр типа ДРОН-3.

    На этих рентгеновских установках нами проведены исследования высокотемпературных сверхпроводников и родственных им соединений с общими формулами ReBa₂Cu₃O_6+x и Re₂CuO₄, где Re - Y или редкая земля.

   Одно из главных направлений экспериментальных и теоретических исследований YBa₂Cu₃O_6+x состоит в выяснении роли имеющих дефицит по кислороду плоскостей Cu(1)O_x в формировании сверхпроводящих и антиферромагнитных свойств этого соединения. Выяснение структурных особенностей при формировании Cu(1)O_x является залогом корректного понимания их роли в допировании Cu(2)O₂-плоскостей, ответственных за явление высокотемпературной сверхпроводимости. Для соединения YBa₂Cu₃O_6+x получена фазовая диаграмма. Обнаружено [1-3], что в определенных диапазонах концентраций кислорода х элементарная ячейка удваивается или утраивается вдоль одной из осей кристалла. При этом атомы в ячейке смещаются на очень малую величину из своих положений в усредненой ячейке, установленной в многочисленных публикациях других авторов. Измерение с хорошей статистикой очень слабых диффузных рентгеновских отражений позволило нам надежно определить величины этих малых смещений. В полном согласии c данными, полученными методом рентгеновской дифракции, находятся результаты наших нейтрон-дифракционных исследований YBa₂Cu₃O_6+x [4]. Попытки обнаружить сверхструктуру типа "herringbone" в соединениях с x < 0.4 [5] не привели к успеху. Позже было показано [6], что herringbone-фаза, приписываемая ранее упорядочению атомов кислорода в Cu(1)O_x плоскостях, на самом деле является "паразитной" и описывается формулой BaCu₃O₄.

   Данные о структуре, полученные из рентгеновской дифракции, были использованы в наших исследованиях YBa₂Cu₃O_6+x с помощью упругого и неупругого рассеяния нейтронов [7].

   Соединения Re₂CuO₄, допированные Ce или Th, имеют n-тип сверхпроводимости. Однако они привлекают к себе внимание и своими очень необычными магнитными свойствами. В этом ряду Eu₂CuO₄ представляет особый интерес, т.к. основное состояние Eu⁺³ - синглет. С понижением температуры в Eu₂CuO₄ возникает магнитное упорядочение спинов меди, наблюдается корреляция магнитных и диэлектрических свойств и другие особенности. Нами исcледованы структурные изменения Eu₂CuO₄ при температурах вблизи 150К [8]. Начиная с этой температуры мы наблюдали непрерывный структурный переход, сопровождающийся малыми смещениями атомов кислорода из своих положений в тетрагональной T'-фазе. Из всех возможных моделей смещения атомов, допускаемых симметрией, только модель антифазного вращения квадратов, образованных ближайшими атомами кислорода, хорошо описывает полученные экспериментальные данные. Отчетливо наблюдался двумерный характер упорядочения. Двумерное упрядочение обычно начинается с флуктуаций при температурах гораздо выше температуры перехода и, вероятно, этим и объясняется стекольное поведение диэлектрических свойств Eu₂CuO₄ выше 150К.

    Выполнена серия работ [9-11] по экспериментальной проверке развитой В.Е.Найшем с соавторами [Acta Cryst. B42, 297-335 (1986); ФММ, 65, 481 и 645 (1985); ФММ, 67, 451 (1989); ФММ, 68, 253 (1989); ФММ, №5, 145 (1990)] концепции кооперативных тепловых колебаний в кристаллах разной природы (ионные кристаллы, чистые металлы, соединения). Прослежена температурная эволюция пространственных корреляций в кооперативных тепловых колебаниях атомов кристалла на примере соединения Fe_0.51Ni_0.49 [12].

1. X-ray studies of the YBa₂Cu₃O_6+x superconductors in the range of 0.40(3) x 0.73(3).
   V.P.Plakhty at al. Solid State Commun. 84, 639 (1992)
2. On the structure of the ortho-II phase of YBa₂Cu₃O_6+x : oxygen ordering and correlated atomic displacements.
   V.P.Plakhty at al. Phys. Lett. A167, 401 (1992)
3. The structure of the ortho III phase of YBa₂Cu₃O_6+x by X-ray scattering.
   V.P.Plakhty at al. Phys.Letters A180, 137 (1993)
4. X-ray and neutron diffraction studies of oxygen ordering in YBa₂Cu₃O_6+x .
   V.P.Plakhty at al. Physica C235-240, 867 (1994)
5. A search for the herringbone superstructure in YBa₂Cu₃O_6+x .
   V.P.Plakhty at al. Solid State Commun. 94, 695 (1995)
6. The herringbone phase of YBa₂Cu₃O_6+x . No oxygen ordering but an alien oxyde, BaCu₃O₄.

V.P.Plakhty at al. Physica C261, 315 (1996)
7. X-ray and neutron scattering studies of YBa₂Cu₃O_6+x compound: oxygen insertion and spin dynamics.
   V.P.Plakhty at al. Journal of Superconductivity 9, 357 (1996)
8. Oxygen displacements in Eu₂CuO₄ by X-ray scattering.
   V.P.Plakhty at al. Solid State Commun. 103 (1997) 683.
9. Количественный анализ теплового диффузного ренгеновского рассеяния на монокристаллах. I. Металлы с ОЦК решеткой.
   В.Е.Найш и др. ФММ, 77, 37 (1994)
10. Количественный анализ теплового диффузного ренгеновского рассеяния на монокристаллах. II. Металлы с ГЦК решеткой.
    В.Е.Найш и др. ФММ, 77, 48 (1994)
11. Количественный анализ теплового диффузного ренгеновского рассеяния на монокристаллах. III. Ширина диффузных образов.
    В.Е.Найш и др. ФММ, 79, 84 (1995)
12. Температурная эволюция пространственных корреляций в кооперативных тепловых колебаниях. Теория и эксперимент.
    В.Е.Найш и др. ФММ, 81, 28 (1996)

---