Cluster superconductivity in the magnetoelectric Pb(Fe1/2Sb1/2)O3 ceramics

We report the observation of cluster (local) superconductivity in the magnetoelectric Pb(Fe1/2Sb1/2)O3 ceramics prepared at a hydrostatic pressure of 6 GPa and temperatures 1200-1800 K to stabilize the perovskite phase. The superconductivity is manifested by an abrupt drop of the magnetic susceptibility at the critical temperature TC 7 K. Both the magnitude of this drop and TC decrease with magnetic field increase. Similarly, the low-field paramagnetic absorption measured by EPR spectrometer drops significantly below TC as well. The observed effects and their critical magnetic field dependence are interpreted as manifestation of the superconductivity and Meissner effect in metallic Pb nanoclusters existing in the ceramics. Their volume fraction and average size were estimated as 0.1-0.2% and 140-150 nm, respectively. The superconductivity related effects disappear after oxidizing annealing of the ceramics.Comment: 9 pages, 5 figure

КОМПЛЕКСНАЯ 3-МЕРНАЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОРЫ НА ЮГО-ВОСТОКЕ ФЕННОСКАНДИНАВСКОГО ЩИТА: ПРИРОДА ПЛОТНОСТНОЙ РАССЛОЕННОСТИ КОРЫ И КОРОМАНТИЙНОЙ ГРАНИЦЫ

The complex geophysical 3D model of the Earth's crust and the upper mantle is created for the Archaean Karelian Craton and the Late Palaeoproterozoic accretionary Svecofennian Orogen of the southeastern Fennoscandian Shield with the use of methods of complex inversion of geophysical data based on stochastic description of interrelations of physical properties of the medium (density, P-wave velocity, and heat generation). To develop the model, we use results of deep seismic studies, gravity and surficial heat flow data on the studied region. Numerical solutions of 3D problems are obtained in the spherical setting with an allowance for the Earth's surface topography. The geophysical model is correlated with the regional geological data on the surface and results of seismic CMP studies along 4B, FIRE-1 and FIRE-3-3A profiles. Based on results of complex geophysical simulation and geological interpretation of the 3D model, the following conclusions are drawn. (1) The nearly horizontal density layering of the continental crust is superimposed on the previously formed geological structure; rock differentiation by density is decreasing with depth; the density layering is controlled by the recent and near-recent state of the crust, but can be disturbed by the latest deformations. (2) Temperature variations at the Moho are partially determined by local variations of heat generation in the mantle, which, in turn, are related to local features of its origin and transformation. (3) The concept of the lower continental crust being a reflectivity zone and the concept of the lower continental crust being a layer of high density and velocity are not equivalent: the lower crust is the deepest, high-density element of near-horizontal layering, whereas the seismic image of the reflectivity zone is primarily related to transformation of the crust as a result of magmatic under- and intraplating under conditions of extension and mantle-plume activity. (4) At certain combinations of crustal thickness and temperature at the level of Moho discontinuity, the crust in a platform region can be transformed into eclogites. In this case, the crust–mantle boundary is determined by quantitative proportions of the rocks that underwent eclogitization or escaped this process and by corresponding density and velocity values. (5) High compaction of rocks in the crust under lithostatic loading cannot be explained by «simple» concepts of metamorphism and/or rock compaction, which are based on laboratory studies of rock samples and mathematical simulations; this is an evidence of the existence of additional, quite strong mechanisms providing for reversible changes of the rocks.Трехмерная комплексная геофизическая модель земной коры и верхней части мантии архейского Карельского кратона и позднепалеопротерозойского Свекофеннского аккреционного орогена на юго-востоке Фенноскандинавского щита получена с использованием методов комплексной инверсии геофизических данных, основанных на стохастическом описании взаимосвязей физических свойств среды: плотности, скорости продольных волн и теплогенерации пород. Для построения модели использованы результаты глубинных сейсмических исследований, данные о гравитационном поле и поверхностном тепловом потоке изучаемого региона. Численные схемы решения трехмерных задач реализованы в сферической постановке с учетом реального рельефа Земли. Методика достаточно универсальна и перспективна при исследовании строения коры и литосферы крупных регионов. Геофизическая модель сопоставлена с региональными поверхностными геологическими данными и результатами сейсмических исследований МОГТ по профилям 4В, FIRE-1 и FIRE-3-3A. По результатам комплексного геофизического моделирования и геологической интерпретации особенностей полученной объемной модели показано: (1) субгоризонтальная плотностная расслоенность континентальной коры накладывается на ранее сформированную геологическую структуру, плотностная дифференциация пород с глубиной уменьшается; особенности плотностной расслоенности в преобладающей степени определяются современным и относительно недавним состоянием коры, но могут быть нарушены в результате наиболее поздних деформаций; (2) температурные вариации на разделе Мохо частично определяются «локальными» изменениями теплогенерации мантии, которые обусловлены особенностями ее формирования и преобразования; (3) представления о нижней коре континентов как о «зоне рефлективити» и как о слое значительно повышенной плотности и скорости не являются эквивалентными: нижняя кора – это наиболее глубинный и наиболее высокоплотный элемент субгоризонтальной плотностной расслоенности, в свою очередь, сейсмический образ «зоны рефлективити» преимущественно связан с процессами преобразования коры в результате магматического андерплейтинга и интерплейтинга в обстановках рифтогенного растяжения и мантийно-плюмовой активности; (4) при определенных сочетаниях мощности коры и температурного режима на уровне раздела Мохо породы коры платформенных областей могут быть преобразованы в эклогиты – в этом случае граница коры и мантии определяется количественными соотношениями пород, подвергшихся и не подвергшихся эклогитизации, и соответствующими значениями плотностных и скоростных характеристик; (5) высокий уровень уплотнения пород в коре под воздейстием литостатической нагрузки невозможно объяснить на уровне «простых» представлений о метаморфизме и/или об уплотнении и компакции пород, базирующихся на лабораторных исследованиях образцов и расчетных моделях, что свидетельствует о существовании дополнительных и весьма мощных механизмов, которые обеспечивают обратимые изменения горных пород.

18-crown-6-sodium cholate complex: thermochemistry, structure and stability

18-crown-6, one of the most relevant crown ethers, and sodium cholate, steroidal surfactant classified as natural bile salt, are components of novel, synthesized coordination complex ; 18-crown-6-sodium cholate (18C6•NaCh). Like crown ethers, bile salts act as building blocks in supramolecular chemistry in order to design new functionalized materials with a desired structure and properties. In order to obtain thermal behavior of this 1:1 coordination complex, thermogravimetry and differential thermal analysis were used, as well as microscopic observations and differential scanning calorimetry. Temperature dependent infrared spectroscopy (IR) gave a detailed view into phase transitions. The structures during thermal treatment were observed with powder X-ray diffraction, and molecular models of the phases are made. Hard, glassy, colorless compound 18C6•NaCh goes through crystalline – crystalline polymorphic phase transitions at higher temperatures. The room temperature phase is indexed to a triclinic lattice, while in the high temperature phases molecules take randomly one of the two different configurations in the unit cell, resulting in the 2-fold symmetry. The formation of cholesteric liquid crystalline phase occurs simultaneously with partial decomposition, followed by the isotropisation with simultaneous and complete decomposition at much higher temperature, as obtained by IR. The results provide valuable information about the relationship between molecular structure, thermal properties, and stability of the complex, indicating the importance of an appropriate choice of cation, amphiphilic, and crown ether unit in order to synthesize compounds with desired behavior