J. Phys. France 50, 2357-2374 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:0198900500170235700

ESR of YBa2Cu3O7 single crystals : on the nature of the magnetic centres

A. Deville¹, B. Gaillard¹, H. Noël², M. Potel², P. Gougeon² et J.C. Levet<sup>2

1</sup>  Laboratoire d'Electronique des Milieux Condensds, CNRS UA 784, Université de Provence, Centre St-Jérôme, 13397 Marseille Cedex 13, France
²  Laboratoire de Chimie Minérale, CNRS UA 254, Université de Rennes, avenue Général Leclerc, 35042 Rennes Cedex, France

Abstract
Previous ESR results from YBa2Cu3O7 powders are contradictory. We present results on YBa2Cu3O7 single crystals, obtained through systematic intensity measurements, a comparison of X and Q-band spectra, a comparison with the spectra from other related Y/Ba/Cu oxides, and a study of the influence of grinding the crystals. The ESR of conduction electrons was not detected. Although anisotropic, the ESR spectrum is not produced by YBa2Cu3O7, but by oriented inclusions of Y2BaCuO5. At 300 K the rf field in the crystal undergoes a moderate, isotropic attenuation which disappears after grinding. The thermal variation of the ESR intensity is quite different before and after grinding. Before grinding it strongly decreases below Tc, which reflects the expulsion of the rf field. The absence of ESR from the Cu2+ of the YBa2Cu3O7 phase could be due to the formation of exchange-pairs with a non magnetic ground state.

Résumé
Les résultats antérieurs fournis en RPE par des poudres de YBa2Cu3O7 sont contradictoires. Nous présentons des résultats sur des monocristaux de YBa2Cu3O7, avec des mesures systématiques d'intensité, comparaison des spectres en bandes X et Q, examen de l'influence du broyage des cristaux, comparaison aux spectres d'autres oxydes Y/Ba/Cu. Nous n'avons pas détecté la RPE des électrons de conduction. Bien qu'anisotrope, le spectre RPE n'est pas dû à YBa2Cu 3O7, mais à des inclusions orientées de Y2BaCuO5. A 300 K, le champ rf subit dans le cristal une atténuation modérée et isotrope, qui disparaît après broyage. La variation thermique de l'intensité est très différente avant et après broyage : avant broyage elle décroît fortement en dessous de Tc, reflet de l'expulsion du champ rf. L'absence de RPE des ions Cu2+ de la phase YBa2Cu3O7 pourrait être due à la formation de paires d'échange non magndtiques dans l'état fondamental.

PACS
7425N - Response to electromagnetic fields (nuclear magnetic resonance, surface impedance, etc.).
7472B - Y-based cuprates.

Key words
barium compounds -- high temperature superconductors -- paramagnetic resonance -- yttrium compounds