ISSN:
0044-2313
Keywords:
Superconductivity
;
rare earth metal carbide halides
;
neutron powder diffraction
;
crystal structure
;
photoelectron spectra
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Chemistry
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Inorganic Chemistry
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Superconductivity in Rare Earth Metal Carbide Halides of the Type SE2X2C2The metallic nature of the carbide halides Y2X2C2 is due to Y—C covalency. The superconductivity of the compounds is attributed to a pairwise attraction of conduction electrons by C2-π* states at the Fermi level. The hypothesis is followed by experiments and band structure calculations. - Neutron powder diffraction reveals d(C—C) = 128(1) pm for Y2Br2C2. X-ray single crystal investigations on Y2Br2C2 and Y2I1.5Br0.5C2 show a characteristic variation of the coordination of the C2 unit. Systematic changes of the average halide radius in Y2(X,X′)2C2 (X,X′ = Br, Cl I, Cl and I, Br) lead to a monotonic increase of Tc = 2.3 K (X = Cl) via Tc = 5.05 K (X = Br) to a maximum Tc = 11.2 K for Y2I1.6Br0.4C2. No isotope effect for 12C/13C could be detected. Photoelectron spectra of Y2Br2C2 (excitation energies between 40 and 140 eV) are compared with the results of band structure calculations (LMTO, E.H.). The electronic structure reveals two bands crossing the Fermi level. One of them has C2-π*-Y-dxz,yz character and exhibits a saddle-point at EF. The other intersects the Fermi level with large dispersion and has exclusively Y-dx2-y2 character at the crossing point. The results are discussed with respect to theoretical models (van Hove singularity, local pairs and itinerant electrons).
Notes:
Die metallischen Eigenschaften der Carbidhalogenide Y2X2C2 beruhen auf Y—C-Kovalenz. Die Supraleitung der Verbindungen wird auf paarweise Attraktion von Leitungselektronen durch C2-π*-Zustände an der Fermikante zurückgeführt. Diese Hypothese wird experimentell und mit Bandstrukturrechnungen verfolgt. Neutronenbeugung am Pulver ergibt d(C—C) = 128(1) pm für Y2Br2C2. Röntgeneinkristalluntersuchungen an Y2Br2C2 und Y2I1,5Br0,5C2 zeigen eine charakteristische Änderung der Koordination für die C2-Gruppe. Die systematische Variation des mittleren Halogenidradius in Y2(X,X′)2C2 (X,X′ = Br, Cl; I, Cl und I, Br) ergibt einen monotonen Anstieg von Tc = 2,3 K (X = Cl) über Tc = 5,05 K (X = Br) mit einem Maximum bei Tc = 11,2 für Y2I1,6Br0,4C2. Ein Isotopeneffekt 12C/13C wird nicht gefunden. Photoelektronenspektren von Y2Br2C2 (Anregungsenergien zwischen 40 und 140 eV) werden mit den Ergebnissen von Bandstrukturrechnungen (LMTO, E.H.) verglichen. Die elektronische Struktur zeigt insbesondere zwei Bänder, die das Ferminiveau kreuzen. Eines besitzt C2-π*-Y-dxz,yz-Charakter und hat einen Sattelpunkt bei EF. Das zweite schneidet mit großer Dispersion das Ferminiveau und hat dort ausschließlich Y-dx2-y2-Charakter. Die Ergebnisse werden im Rahmen theoretischer Modelle (van-Hove-Singularität; lokal gepaarte und itinerante Elektronen) diskutiert.
Additional Material:
13 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19966220118
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