YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_y体系的正电子湮没辐射一维角关联谱研究

通过对YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_y高温超导体系正电子湮没辐射一维角关联谱的测量,并结合超导临界温度Tc、氧含量以及晶体结构的综合分析,发现:Sr的替代,使体系的正交化程度减弱,T_c系统地下降,氧含量基本不变,也没有影响Cu-O链的电子结构,但却引起了Cu-O面电子结构的较大变化。据此,作者认为Cu-O面的局域电子结构是1:2:3相高温超导体中高温超导电性的决定因素。     

Bi2Sr2-xLaxCaCu2Oy体系电子结构的光电子能谱研究

Bi系铜氧化物超导体具有双Bi-O层结构,带结构理论计算显示,除Cu-O面参与金属导电外,Bi-O层的Bi6p-O2p带也穿过了费米能,对费米面有贡献.因此,有必要对Bi-O层的作用进行实验研究.本文用X-射线光电子能谱研究了Bi2Sr2-xLaxCaCu2Oy体系中La原子的占位及Bi和Cu原子的价态变化.分析表明,La主要替代了Sr位(位于Bi-O层和Cu-O层之间)的Sr,随着La的搀杂,Bi的平均价态上升,Cu的平均价态下降.     

YBa2－xSrxCu3Oy体系的正电子湮没辐射一维角关联谱研究

通过对YBa_2－xSr_xCu₃O_y高温超导体系正电子湮没辐射一维角关联谱的测量,并结合超导临界温度T_C、氧含量以及晶体结构的综合分析,发现:Sr的替代,使体系的正交化程度减弱,T_C系统地下降,氧含量基本不变,也没有影响Cu-O链的电子结构,但却引起了Cu-O面电子结构的较大变化.据此,作者认为Cu-O面的局域电子结构是1:2:3相高温超导体中高温超导电性的决定因素.     

Ba位元素对超导电性的作用

通过 Sr,Ca 替代 Ba 对 Y-Ba-Cu-O 体系超导电性、晶格参数、氧含量、电子态以及晶格能影响的综合分析,作者发现:虽然 Sr,Ca 替代了 Ba 的位置,但对 Cu-O 面和 Cu-O 链之间的耦合程度影响很大,使 Cu 的电子态有了明显的改变,体系的晶格稳定性下降.据此,作者提出:Ba 位元素的作用在于调节 Cu-O 面和 Cu-O 链之间的耦合,从而影响超导电性.     

锶镁掺杂钡位对Y-123超导性能和晶体结构的影响比较

采用四引线法对掺杂样品YBa2-xMgxCu3O7-δ和YBa2-xSrxCu3O7-δ(x=0.0～0.2)的超导电性能进行了系统测量,发现随着镁和锶掺杂量的增加,样品的超导转变温度总体呈明显降低趋势.同时利用XRD对系列样品YBa2-xMgxCu3O7-δ和YBa2-xSrxCu3O7-δ的晶体结构进行研究,发现随着掺杂量的增加,样品的晶体结构由正交相向四方相转变.初步分析了钡位镁和锶掺杂所引起的晶体结构变化对超导电性的影响.该研究结果为高温超导机理的进一步研究提供了实验资料.     

Y1-xRxBa2Cu3O7-δ体系R=Eu、Gd)的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ(R=Eu、Gd)两个系列样品的超导电性研究结果.首先,发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加,Y1-x〗EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大,但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命实验结果表明Cu-O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小,说明Eu、Gd对Y位的替代引起晶胞结构参量的变化不仅改变了Y位的电子密度,同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布;超导转变温度T\-c随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加,反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构,但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合;Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关,而与掺杂离子的半径有关.     

YBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(7-y)体系的结构及超导电性

本文系统地研究了 Sn 含量对 YBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(7-y)体系超导电性和结构的影响.结果发现,在 x=0—1.1范围,该体系的零电阻温度均在90K 以上.当 x≥1.3时,在液氮温区不超导.X 射线衍射分析表明,该体系中的123相和未知新相的结构随 Sn 含量的增大呈现有规律的变化.结合透射电镜的分析,初步得出此新相可能是结构畸变了的 BaSnO_3;123相中,当x=1.0时,在123相中约有0.2个 Cu 被取代.占 Cu 总量的6%左右.由此我们认为:Sn替代 Cu 后新生成的相在较宽广的组分范围调制了123相的结构,稳定了123相.少量的 Sn进入123相后,替代了 Cu-O 链中 Cu 的格位,破坏了 Cu-O 链,但仍保持90K 以上的超导性,由此表明 Cu-O 链对高温超导可能不起主要作用.     

单晶GdBa2Cu3O6+δ顺磁性和超导性的研究

掺杂有顺磁性稀土元素离子的高温超导体的磁滞回线因包含有顺磁的贡献而变宽,使根据Bean模型得到的临界电流密度偏离了其真实的值.本文对描述其中顺磁性磁化强度贡献的扩展Brillouin函数进行了修正,并将该种描述方法应用于单晶GdBa2Cu3O6 δ样品.外场低于临界场HC1时,顺磁性对总的磁化强度没有贡献;外场高于HC1的磁场下,磁场增加和磁场降低时顺磁性的磁化贡献并不相等.由此验证了在GdBa2Cu3O6 δ的晶体结构中,超导电流沿Cu-O面流动,对位于两层Cu-O面间的顺磁性离子产生屏蔽作用.GdBa2Cu3O6 δ中超导性和顺磁性相互独立共存,超导性通过电流的屏蔽作用间接的影响了顺磁性的贡献.     

从对Cu的取代看YBa2Cu3O7-y中Cu-O平面和Cu—O链的作用

通过测量YBa₂Cu_3-xM_xO_7-y(M=Zn,Ni,x=0,0.025,0.05,0.075,0.1,0.15,0.2,0.3)系列样品的晶体结构、正常态电子输运性质、超导电性以及O含量,给出了Zn择优取代Cu(2)的更直接证据;同时,观察到掺Zn系统中的由正交相Ⅰ到正交相Ⅱ的结构相变以及Ni取代Cu带来的电子局域化效应。研究结果表明,具有正二价态的Zn对Cu(2)具有择优取代性,而具有正二价和正三价的Ni并不具有明显的择优取代。对Cu(2)的取代引起超导临界温度的显著变化,但对正常态电子输运性质的影响不明显;对Cu(1)的取代更显著地影响了晶体结构和正常态电子输运性质,同时对T_c产生抑制,我们认为,YBa₂Cu₃0₇中的高温超导电性以及正常态输运性质是由CU-O平面和Cu-0链共同承担,而Cu-O平面和Cu-0链之间的耦合强度决定着该系统的超导电性的强弱。 关键词：     

Y123体系化学压强效应的63,65Cu核四极共振研究

我们研究了室温下系列Sr掺杂的Y(Ba1-xSrx)2Cu3O7-δ陶瓷样品的63,65Cu核四极共振谱.在YBa2Cu3O7-δ(Y123)中Sr2+的替代会在体系中产生化学压强效应,这种化学压强导致了CuO2平面的Cu(2)核四极共振信号向高频移动,而CuOx链层的Cu(1)核四极共振信号向低频移动.随着Sr2+掺杂的增加,Cu(2)和Cu(1)的核四极共振峰的峰宽都明显地变宽,同时还观察到一个新的Cu核四极共振峰.最后,我们给出了化学压强对超导转变温度的抑制的一些讨论,认为它与CuOx链层氧原子的部分无序导致的载流子非均匀分布或局域化有关.     

Bi2Sr2CaCu2-xSnxO8+δ系列超导体的XRD和XPS研究

实验研究了Bi2 Sr2 CaCu2 -xSnxO8 δ的X射线衍射 (XRD)和光电子能谱 (XPS) .实验发现随着掺杂 (Sn)量的增加 ,晶格参数a和c都有所变化 ,O1s和Cu2 p芯能级谱也发生了变化 .实验结果表明 :在低掺杂量时 ,Sn主要呈二价态 ;而在高掺杂浓度时呈四价态 ;掺Sn对超导电性的影响与其他元素的掺杂不同 .这些实验结果支持化学环境在高温超导样品的电子结构中起着重要作用的结论 .     

钡位Mg掺杂对YBa2Cu3O7-δ晶体结构和超导电性的影响

利用XRD对系列样品YBa2-xMgxCu3O7-δ的晶体结构进行研究,给出了体系相结构的掺杂效应,结果发现,随着掺杂量的增加(x=0～0.2),样品的晶体结构由正交相向四方相转变.同时采用四引线法对掺杂样品YBa2-xMgxCu3O7-δ的超导电性能进行了系统测量,结果表明随着Mg掺杂量的增加超导转变温度总体呈明显降低趋势.初步分析了Ba位Mg掺杂所引起的晶体结构变化对超导电性的影响.该研究结果为高温超导机理的进一步研究提供了实验资料.     

掺Pb的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体及非晶体的Raman光谱

本文研究了Bi2Sr2CaCu2O8单晶(Tc=85K)、Bi2-xPbxSr2Ca2Cu3Oy单相(Tc=107K)和Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O非晶体室温下20-720cm-1的Raman光谱.通过谱图的比较,我们认为456-466、631-650cm-1是高Tc氧化物的特征谱,它们与Cu-O链及Cu-O面上的强电子-声子耦合有关;掺Pb导致Bi(Pb)-O双层之间氧的分布改变,增强了Bi(Pb)-O双层之间的耦合,从而有助于提高超导转变温度Tc.     

Y1-xRxBa2Cu3O7—δ体系（R=Eu、Gd）的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ（R=Eu、Gd）两个系列样品的超导电性研究结果．首先，发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加，Y1-x]EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大．但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构；正电子平均寿命实验结果表明Cu—O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小．说明Eu、Gd对Y位的替代引起晶胞结构参量的变化不汉改变了Y位的电子密度．同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布；超导转变温度Tc随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加，反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构．但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合：Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关，而与掺杂离子的半径有关．     

Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7:Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,xBi3+(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征.结果发现:单掺杂Bi3+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi3+的3p1→1S0电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu2+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu2+的4f65d3→4f7跃迁而引起的.当Bi3+离子掺杂到Sr2MgSi2O7∶Eu2样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi3离子样品的1.9倍.     

YBa_2Cu_(3-x)Zn_xO_(7-y)体系的超导电性和热稳定性

制备了 YBa_2Cu_(3-x)Zn_xO_(7-y)系列单相样品,X-射线衍射法分析了样品的结构,测量了各样品的 R-T 关系和热分解温度.首次在该体系中发现了 Cu-O 而支配超导电性的实验证据.实验还表明.随着 x 值的增大,样品的热分解温度从1007℃ 逐渐降低到940℃.热稳定性与结构参数、超导电性有较强的关联.     

GdBa2Cu3O7-x超导体失氧与超导电性的关系--GdBa2Cu3O7-x淬火样品的EXAFS研究

本文采用EXAFS方法研究了GdBa2Cu3O7-x高Tc超导陶瓷在不同温度下淬火后各金属原子周围氧配位数及键长的变化,得出该123相超导体随淬火温度升高失氧的具体位置为O1及O4,Cu-O平面未被破坏.指出Cu-O链及O4在123相超导体中应具有重要作用.     

原子簇La8-xBaxCuO6的原子磁矩和自旋极化的电子结构研究

利用MS-Xα方法研究了化合物La2-yBayCuO4的原子磁矩和自旋极化的电子结构.理论计算得到母相氧化物La2CuO4的Cu原子磁矩为0.37μB,与实验值0.48±0.15μB基本一致. 研究结果显示, 由于Ba原子对部分La的替代,使构成化合物的基本原子簇La8-xBaxCuO6的点群对称性降低,分子轨道简并度解除,轨道杂化效应增强,减弱了氧化物的(准)二维特性,导致Cu-O层与其近邻原子层的耦合增强,因此影响了原子层间的电荷迁移方向,对Cu-O层中载流子的性质有重要影响. 由于Ba掺杂在化合物中产生的空穴,不仅进入O格点,也同时进入Cu格点,对Cu-O层上Cu和O原子价态、磁矩以及电子态密度分布有重要影响. 研究结果认为,由于掺杂产生的空穴对化合物超导电性的影响具有两面性:初期掺杂有利于产生超导电性;当掺杂较多时抑制超导电性. 这是导致La214体系的超导转变温度Tc随掺杂量y的变化(即Tc-y拱形曲线)的一个重要原因.     

超导-高分子复合材料介电性质的研究

采用固相反应法制备高温超导材料Bi2Sr2Ca2Cu2O3(Bi-2223),以高温超导材料为基体加入聚乙丙烯橡胶(EPR)高分子绝缘材料,通过不同温度退火处理,制备一系列超导.高分子复合材料,运用X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行物相分析;采用低温循环系统测量样品电阻随温度变化关系;利用HP4294A型阻抗分析仪测量样品的介电特性,并对样品的电输运性质和介电特性进行了探讨.     

Sc替代Y-Ba-Cu-O(123)系统的Cu位对该系统电子结构的影响

本文计算了高温超导材料YBa₂Cu₂ScO₇的电子结构。对于Sc替代Cu1和Cu2晶位的两种情况都进行了研究。后者对Cu-O二维面的电子结构的影响较大,有可能破坏高温超导性。但计算表明,替代Cu1晶位的可能性要大一些。本文结果显示,Sc的成键分波轨道与其余四个3d轨道的交迭分裂约为4eV,据此可用近红外荧光实验判定在Sc-Y-Ba-Cu-O高温超导材料中,Sc究竟是替代Y晶位还是Cu晶位。 关键词：