Неоднородное состояние электронной системы в сверхпроводящем купрате $\mathrm{Sr}_{14-x}\mathrm{Ca}_x\mathrm{Cu_{24}O_{41}}$: $^{63}\mathrm{Cu}$, $^{17}\mathrm O$ ЯМР исследование

Выполнено $^{63}$Cu, $^{17}$O ЯМР исследование зарядовых флуктуаций в квазиодномерных дырочно допированных купратах с лестничной структурой (спин-лэддерах) $\mathrm{Sr_{14}Cu_{24}O_{41}}$ (Ca-0) и $\mathrm{Sr_2Ca_{12}Cu_{24}O_{41}}$ (Ca-12). Измерены скорости затухания спинового эха $^{17}(1/T_2)$ и $^{63}(1/T_2)$ в диапазоне температур $T=(10\text{--}300)\,$К. В соединении Ca-0 изменение $^{17}(1/T_2)$ и $^{63}(1/T_2)$ является монотонным во всей области температур ЯМР исследования. В составе с высоким содержанием Ca обнаружены выраженные пики в скоростях релаксации $^{17}(1/T_2)$ и $^{63}(1/T_2)$ при температурах 25 и 50 К, соответственно. Данный результат указывает на то, что в сверхпроводящем Ca-12 имеют место коллективные низкочастотные $(\tau_c\sim T_2)$ флуктуации зарядовой плотности с энергией активации $E_{\mathrm A}=100(10)\,$К, которые постепенно замедляются с понижением температуры. Амплитуда флуктуаций электронной плотности составляет всего (1–2)% дырок на позицию. Выполнены эксперименты по измерению сигнала двойного резонанса спинового эха (SEDOR) $^{17}$O–$^{63}$Cu в оксидах $\mathrm{Sr_{14-x}Ca_xCu_{24}O_{41}}$ с $x=0$ и $x=12$ в зависимости от температуры и ориентации монокристаллов в магнитном поле. Измерены константы косвенного гетероядерного ($^{17}$O–$^{63}$Cu) взаимодействия ядерных спинов через электронную систему зоны проводимости. Прямые оценки констант косвенного взаимодействия для ближайших соседей атомов O1–Cu и O2–Cu, а также SEDOR эксперименты с селективными возбуждениями отдельных участков ЯМР спектров $^{17}$O и $^{63}$Cu дают убедительные свидетельства в пользу развития микроскопически неоднородного по кристаллу распределения спиновой плотности.