Electronic structure of YBa2Cu3O7-δ as a function of δ : determination of the valency of copper atoms by X-ray absorption and photoemission experiments

¹ Laboratoire mixte CNRS Saint-Gobain, BP 109, F-54704 Pont-à-Mousson, France
² Laboratoire de Physique du Solide, UA CNRS 155, Université de Nancy I, BP 239, F-54506 Vandœuvre-Les-Nancy, France
³ LURE, LP CNRS, Université de Paris-Sud, Bât. 209d, F-91405 Orsay cedex, France

Abstract

The electronic structure of YBa2Cu3O7- δ compounds has been studied in the range 0 < 8 < 1, by performing X-ray Absorption (XAS) on the Cu K edge and X-ray Photoemission experiments (XPS) on the Cu2p and O1s core levels. The absorption experiments have been performed by following continuously the Copper K edge during isothermal cycles of oxy-deoxygenation. Such experiments bring the absolute modifications of the electronic structure, thus minimizing the use of reference compounds in the discussion. An highly correlated mixed-valent ground state in these high Tc materials is suggested. A comparison with the XPS results is made and it confirms this assumption.

Résumé

Les structures électroniques de composés YBa2Cu3O 7-δ ont été étudiées dans la gamme de concentration 0 < δ < 1, à partir d'expériences d'absorption X au seuil K du cuivre et de photoémission X sur les niveaux internes Cu2p et O1 s. Les expériences d'absorption X ont été effectuées en suivant continûment le seuil K du cuivre lors de cycles isothermes d'oxy-désoxygénation des échantillons. Ces expériences nous permettent de discuter les modifications des structures électroniques, en minimisant l'utilisation de composés de référence. L'hypothèse de l'existence d'un état fondamental fortement corrélé, de type valence intermédiaire, est suggérée. Nous discutons également des résultats obtenus par spectroscopie XPS et montrons que ces expériences confortent notre précédente hypothèse.