J. Phys. France 50, 2895-2901 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:0198900500180289500

Plasma frequency determination in YBa2Cu3O6+x as a function of oxygen content

N. Bontemps¹, D. Fournier¹, A.C. Boccara¹, P. Monod², H. Alloul², J. Arabski² et G. Deutscher<sup>3

1</sup>  Laboratoire d'Optique Physique, ESPCI, 10 rue Vauquelin, 75231 Paris Cedex 05, France
²  Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
³  School of Physics and Astronomy, Tel-Aviv University, Ramat Aviv, Tel Aviv, Israël

Abstract
We have measured the optical reflectivity of a set of YBa2Cu3O6+x polycrystalline samples for 0 < x < 1. We have worked out a rigorous approach of the anisotropy in order to compute the reflectivity spectrum of a polycrystalline sample compared to the single crystal. We have focused our analysis on the search of the plasma frequency, hence the density of carriers, in the copper-oxygen planes. We find that, in contrast with the Pauli susceptibility, as revealed by the variation of the Knightshift of Y89, which drops sharply between x = 1 and x = 0.5, the density of free carriers decreases from 5.8 x 10^21 cm-3 for x = 1 to 3.2 × 10^21 cm-3 for x = 0.5.

Résumé
La réflectivité optique d'un ensemble de céramiques polycrystallines de YBa2Cu3O6+x a été mesurée dans la gamme 0,5-1,5 eV pour 0 < x < 1. Nous proposons une analyse détaillée de l'effet de l'anisotropie de la constante diélectrique pour calculer le spectre de réflexion d'un échantillon polycristallin et le comparer à un monocristal. Nous avons déterminé la fréquence de plasma afin d'en tirer la densité des porteurs dans le plan (a, b). Nous trouvons que contrairement à la variation de la susceptibilité de Pauli obtenue à partir de celle du déplacement de Knight de Y89 (qui diminue fortement entre x = 1 et x = 0,5) la densité des porteurs décroit seulement de 5,8 x 10^21 cm-3 pour x = 1 à 3,2 × 10^21 cm -3 pour x = 0,5.

PACS
7472B - Y-based cuprates.
7425G - Optical properties.

Key words
barium compounds -- carrier density -- ceramics -- high temperature superconductors -- infrared spectra of inorganic solids -- reflectivity -- solid state plasma -- visible spectra of inorganic solids -- yttrium compounds