纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪,扫描电镜,超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB2带材进行了表征,并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明,C和SiC掺杂在提高MgB2带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下,C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明,SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性,和C掺杂的样品一样, C对B的替代起到十分关键的作用.     

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪，扫描电镜，超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB₂带材进行了表征，并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明，C和SiC掺杂在提高MgB₂带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下，C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明，SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性，和C掺杂的样品一样， C对B的替代起到十分关键的作用. 关键词： 2带材')" href="#">MgB₂带材 C掺杂 SiC掺杂 临界电流性能     

Y-211粒子与Y_2O_3粉掺杂的熔融织构YBCO超导体性能及微观研究

采用熔融织构法结合顶部籽晶技术 ,掺杂 Y2 O3粉和 Y- 2 1 1粒子制备了高质量的准单畴熔融织构的 YBCO块材。样品的 Jc测量表明 :临界电流密度 Jc在 1 0 K温度 0 .6T磁场下达到 1 .6×1 0 6 A/ cm2 ;在 70 K温度 2 T磁场下达到 1 .2 4× 1 0 4A/ cm2。扫描电镜观察表明 :掺杂 Y2 O3粉所形成的 Y- 2 1 1粒子是柱状的 ,而掺杂 Y- 2 1 1粒子在母体材料中形成的是球形的 Y- 2 1 1粒子 ,掺杂Y2 O3 粉比 Y- 2 1 1粒子能更有效地改善样品的生长状况。可见 ,Y- 2 1 1粒子与超导母体材料之间的界面对磁通钉扎起主要作用 ,Y- 2 1 1粒子作为强钉扎中心是属于界面钉扎     

Y2BaCuO5粒子掺杂的单畴熔融织构YBCO超导体工艺与性能研究

采用人工掺杂Y 2 11相的方法以及熔融织构生长结合顶部籽晶工艺制备了不同 2 11粒子含量的准单畴熔融织构的YBCO块材料 ,样品致密度高 ,体密度大于 6 2g/cm3 ,机械强度好 ,振动样品磁强计测量结果表明 ,样品在温度 30K、磁场 0 6T下 ,其Jc 仍达到 1 2 3× 10 6A/cm2 .在温度 70K、磁场 2T条件下 ,Jc 仍高达 1 35× 10 4A/cm2 ,而且临界电流密度对磁场不敏感 .扫描电子显微镜分析也表明 ,Y 2 11相的人工掺杂 ,能改善织构样品的生长状况 ,减小微裂纹 ,同时 ,掺杂的Y 2 11粒子能作为强的钉扎中心 ,因此 ,这种工艺能精确地控制样品中Y 2 11粒子的含量 ,所制备的样品中Y 2 11粒子分布越均匀 ,尺寸越小 ,其钉扎效果越好 .从大量实验结果比较得出 ,1∶0 5是最佳的掺杂比例 .     

纳米微粒BaFe12O19掺杂对单畴超导块材GdBa2Cu3O7-δ性能的影响

磁通钉扎性能对GdBa₂Cu₃O_7-δ超导块材的实际应用具有重要的影响, 而引入合适的第二相粒子可以改善GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材的磁通钉扎性能.本文采用顶部籽晶熔融织构法成功地制备出纳米微粒BaFe₁₂O₁₉(<100 nm)掺杂的超导块材, 样品的最终组分为Gd123+ 0.4 Gd211+ x BaFe₁₂O₁₉ (x=0, 0.2 mol%, 0.4 mol%, 0.8 mol%)+ 10 wt%Ag₂O+ 0.5 wt%Pt. 通过研究不同掺杂量的BaFe₁₂O₁₉微粒对GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材微观结构和超导性能的影响, 结果表明当掺杂量为0.2 mol%时, 样品的临界电流密度几乎在整个外加磁场下都有明显的提高.在零场下, 临界电流密度达到5.5× 10⁴ A/cm². 纳米微粒BaFe₁₂O₁₉不仅可以保持掺杂前的化学组成, 作为有效的钉扎中心存在于超导块材中, 并且能够改善Gd₂BaCuO₅粒子的分布和细化Gd₂BaCuO₅粒子, 使Gd₂BaCuO₅粒子的平均粒径由未掺杂时的1.4 μ m减小到掺杂后的0.79 μ m, 进而提高了超导块材的临界电流密度和俘获磁场, 明显提高了GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材的超导性能.临界温度T_C也有所提升, 并能够维持在92.5 K左右. 该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入并改善GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材的性能有着重要的意义.     

Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ烧结样品的直流输运特性

本主要报道了对烧结样品YBa2Cu3O7—δ(Y-123)进行部分元素替代的初步实验结果．用Ca^2 部分替代Y^3 形成的Y1-xCaxBa2Cu3O7—δ(YCBCO)样品呈现出如下特征：样品的正常态电阻率ρ随Ca的替代浓度增加而依次降低,而超导临界温度Tc也依次下降．这一现象与通常情况下对铜氧化物超导材料进行元素替代所引起的行为截然不同．实验还显示：样品在低温下的临界电流密度Jc得到明显提高,掺Ca后烧结样品的临界电流受外磁场的影响明显减小．在弱磁场下,不同掺杂浓度样品的临界电流Ic随外磁场呈不同比例地线性下降,与一般颗粒多晶高温超导体临界电流Ic随外磁场行为明显不同．     

Y2BaCuO5粒子掺杂的单畴熔融织构YBCO超导体工艺与性能研究

采用人工掺杂Y-211相的方法以及熔融织构生长结合顶部籽晶工艺制备了不同211粒子含量的 准单畴熔融织构的YBCO块材料,样品致密度高,体密度大于62g/cm³,机械强 度好,振动样品磁强计测量结果表明,样品在温度30K、磁场06T下,其J_c仍 达到123×10⁶A/cm².在温度70K、磁场2T条件下,J_c 仍高达135×10⁴A/cm²,而且临界电流密度对磁场不敏感.扫描电 子显微镜分析也表明,Y-211相的人工掺杂,能改善织构样品的生长状况,减小微裂纹,同 时,掺杂的Y-211粒子能作为强的钉扎中心,因此,这种工艺能精确地控制样品中Y-211粒子 的含量,所制备的样品中Y-211粒子分布越均匀,尺寸越小,其钉扎效果越好.从大量实验结 果比较得出,1∶05是最佳的掺杂比例. 关键词： 准单畴超导体 熔融织构 c')" href="#">临界电流密度J_{c 磁通钉扎中心}     

Bi2Sr2CaCu2O8掺杂MgB2的磁通钉扎特性

为了研究超导材料中高温超导相颗粒的钉扎行为,在Ar气保护条件下,采用固相反应法制备了质量百分比为0,3,5和10%Bi2Sr2CaCu2O8含量的MgB2块状样品.用X射线衍射和扫描电子显微镜对样品进行了显微结构分析;用物理性能综合测试系统振动样品磁强计(最大磁场9T)测量了所有样品在不同磁场下的直流M(T)曲线,并测量了不同温度下的准静态磁化曲线,通过Bean临界态模型分析出Jc(H)曲线.随着掺杂量的增大掺杂后Tc基本不变,转变宽度略为增大;相比于未掺杂样品,掺杂量为3 wt%样品抗磁信号和临界电流密度有较大提高.显微结构分析结果表明,部分Bi2Sr2CaCu2O8分解为Cu2O和其它杂相,有部分Bi2Sr2CaCu2O8颗粒保留在样品内部,成为有效的钉扎中心.最后本文对超导体中的高温超导相颗粒的钉扎行为进行了分析.     

Zn掺杂对Bi2212单晶临界电流密度的影响

通过对少量Zn掺杂Bi2212单晶样品不同温度下的磁滞回线的测量,根据Bean临界态模型得到了样品在不同温度和磁场下的临界电流密度.发现不同温度下的临界电流密度与磁场的关系可以用Jc(H,T)=Jc(0,T)exp(-Hα)进行拟合,并且拟合参量α随温度的上升而增大,而在Pb掺杂和纯Bi2212单晶中α值基本上是不随温度变化的.将得到的Jc与Pb掺杂和纯Bi2212单晶的结果进行比较,发现在相同的温度和磁场下Zn掺杂样品具有最高的临界电流密度,表明少量Zn掺杂使得样品的临界电流密度得到提高.Zn掺杂对Bi2212体系临界电流密度的提高主要来源于在材料中引入了有效的涡旋钉扎中心,而Pb掺杂体系中Jc的提高是体系的层间耦合增强导致的结果.     

Y(Ba_(1-x)Gd_x)_2Cu_3O_(7-δ)的临界电流密度特征

多晶样品Y(Ba1-xGdx)2Cu3O7-δ(YBGCO)(x=0.0,0.02,0.03,0.05,0.08,0.10)是由标准固相反应法制备获得。XRD的Rietveld精修显示,Gd成功地部分替代YBa2Cu3O7-δ(YBCO)晶胞中的Ba位。实验结果表明,对于某一固定磁场Y(Ba1-xGdx)2Cu3O7-δ的临界电流密度(Jc)在x=0.05有最大值。此外,尽管YBGCO的超导温度(Tc)明显地单调下降,但微量的Gd掺杂导致磁场中YBGCO的Jc的提高。Jc随着Gd掺杂量不同而变化的特征行为可以认为,是由Gd掺杂引起的两种不同的效果竞争共同作用造成的,即纳米尺度范围内空间分布不均匀性和超导性的变化。     

金属离子掺杂对TiO2/白云母纳米复合材料中TiO2的颗粒形态及相组成的影响

采用化学液相沉积法制备了系列未掺杂和掺杂不同金属离子的TiO2白云母纳米复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM),x射线衍射(XRD)对其TiO2薄膜的TiO2颗粒形态和相组成进行了详细研究.结果表明,TiO2颗粒在15—50nm之间;除球形颗粒外,掺杂Mn2+,Zn2+的样品中还出现有金红石柱状颗粒.TiO2薄膜中相组成以锐钛矿、金红石共存为特征;掺杂金属离子对TiO2相组成的影响取决于金属离子的离子半径、电荷及配位体特征. 关键词： 金属离子掺杂 TiO2 颗粒形态 相组成     

Mechanochemical-synthesized Al-doped manganese dioxides for electrochemical supercapacitors

Al-doped MnO₂ as electrode materials for supercapacitor were synthesized by high-energy ball milling. The morphologies and structures of prepared MnO₂ were studied by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Electrochemical investigation indicated that doped MnO₂ presented preferable electrochemical performances than un-doped MnO₂, but there were obvious capacitance decline in the first several dozen of cycles for all doped MnO₂ samples. The Al_0.05/Mn_0.95O₂ electrode, especially, showed the largest capacitance among all prepared MnO₂ samples. Excellent conductivity of Al in doped MnO₂ was considered to be responsible for enhanced electrochemical performances of doped MnO₂.     

ESR研究非晶Ag+导体的晶化

用电子自旋共振(ESR)方法对非晶Ag⁺离子导体0.85AgI~0.15Ag₄P₂O₇的热处理晶化过程进行研究,在样品中掺入微量(约1×10^-3 g/g)的Mn²⁺或V⁴⁺离子作为自旋探针离子,它们的ESR谱强度随升温线性减弱,当样品完全晶化时ESR谱消失。这样测定的样品完全晶化的温度分别为98℃(掺Mn的)和108℃(掺V的).本文还对Mn²⁺和V⁴⁺的ESR谱进行了分析。     

Study of optical absorption differences of doped polyaniline films by photothermal spectroscopies

In this work, we studied the optical absorption spectral differences between doped and slightly doped polyaniline films and a derivative by photopyroelectric and photoacoustic spectroscopies. There exist great spectral differences between doped and slightly doped samples as shown by conventional optical absorption spectroscopy, but not greatly evidenced by photopyroelectric spectroscopy. The latter was applied to obtain thermal parameters such as thermal diffusivity and thermal conductivity, and as a result it showed that these thermal properties of polyaniline films are very similar for doped and slightly doped samples. Also it showed that for thicker films (about 20 μm), there are no significant optical absorption differences between them. However, for thin films both techniques showed greater optical absorption differences for doped and slightly doped samples, mainly detected by photoacoustic spectroscopy. These behaviors are in accordance with published results which is the granular metal model for polyaniline. This model explains the polyaniline polymeric matrix as formed by conductive islands in the insulating bulk material. PACS 61.82.Pv; 82.35.Cd; 82.35.Lr     

B位Co掺杂对Sr14Cu24O41的结构和电输运的影响

采用固相反应法制备了系列Sr14(Cu1-xCox)24O41(x=0,0.02,0.06,0.1,0.14,0.18)的样品,X-射线衍射结果显示所有样品均为单相,且Co的掺杂几乎不改变样品的晶格常数,电子衍射和X-射线光电子能谱的测量结果证实Co替代的是链上的Cu原子;电输运的测量显示,Co掺杂样品表现为半导体行为,且渡越温度T 随掺杂量的增加逐渐减小.     

Extended X-ray absorption fine structure studies of thulium doped GaN epilayers

The local structure of Tm³⁺ ions incorporated into GaN epilayers was studied by means of Extended X-ray Absorption Fine Structure. The samples were doped either in situ during growth by Molecular Beam Epitaxy or by ion implantation of layers grown by Metal Organic Chemical Vapour Deposition. The implantation was done at ion energy of 300 keV and different nominal fluences of 3×10¹⁵, 4×10¹⁵ cm⁻² and 5×10¹⁵ cm⁻². The concentration of Tm in the samples studied was measured by Wavelength Dispersive X-ray analysis. For the in situ doped sample with concentration of 0.5%, and for all of the implanted samples, Tm was found on the Ga site in GaN. The ion implanted sample and an in situ doped sample with a similar concentration of Tm showed the same local structure, which suggests that the lattice site occupied by Tm does not depend on the doping method. When the average Tm concentration for in situ doped samples is increased to 1.2% and 2.0%, Tm is found to occupy the Ga substitutional site and the presence of a substantial number of Tm ions in the second coordination sphere indicates dopant clustering in the films. The formation of pure TmN clusters was found in an in situ doped sample with a dopant concentration of 3.4%.     

金属掺杂纳米固体超强酸SO2-4/ZrO2的IR考察

首先采用sol-gel法制备出ZrO(OH)2,再分别用Ni^2 ,Al^3 ,Sn^4 ,Ag^ ,Sn^2 金属盐溶液和H2SO4稀溶液浸渍ZrO(OH)2的方法合成了一系列金属离子掺杂的SO4^2-／ZrO2纳米固体超强酸。并用XRD,TEM和IR技术考察了各样品的性能。结果发现,经不同金属掺杂的SO4^2-／ZrO2颗粒具有固体超强酸的IR谱特征。经NiH,Sn^4 掺杂的样品中Zr-O和S-O键振动吸收峰明显蓝移,Zr-O的vZr-O由SO4^2-／ZrO2的485cm^-1增大到Ni^2 ,Sn^4 掺杂样品的500cm^-1,s=0的vas由1390cm^-1增大到1405和1400cm^-1,而Sn^2 掺杂的样品变化不大。说明Ni^2 ,Sn^4 金属离子的掺杂增强了样品的超强酸性。同时还发现,随着样品焙烧温度的提高,经Ni^2 和Al^3 掺杂的SO4^2-／ZrO2纳米颗粒,Zr-O和S=O键振动吸收峰明显蓝移,而Ag^ 掺杂的样品在焙烧温度达到1073K时IR谱只是吸收强度减弱,振动频率不变。     

Fe掺杂YBCO体系结构变化与团簇效应的正电子实验研究

用固态反应法制备了YBa₂Cu_3-xFe_xO_y(x=0—0.5)一系列样品,反应在空气中进行.运用正电子湮没技术、扫描电子显微镜和X射线衍射进行了研究,并测定了氧含量.正电子湮没结果发现,x=0.12时短寿命分量τ₁和长寿命分量τ₂都存在一异常变化.X射线衍射和扫描电子显微镜研究分别表明,材料在x=0.12—0.15区间内发生正交四方相变,晶粒尺寸突然由小变大.通过对上述实验结果的分析可以得到,在该类材料中,正电子对结构相变十分敏感;另外,当Fe掺杂量增大到一定程度时,Fe原子由随机分布变为成簇分布 关键词： Fe掺杂YBCO 高温超导电性 正电子湮没 结构相变     

Mg2+、Zn2+掺杂CaWO4∶Eu3+荧光粉的发光性质

采用微波加热固相法合成了Mg2+、Zn2+掺杂CaWO4∶Eu3+荧光粉。利用XRD对样品的晶体结构进行表征,通过荧光分光光度仪对样品的激发光谱、发射光谱和能级寿命进行检测和分析。结果表明,Mg2+、Zn2+、Eu3+掺杂CaWO4不影响CaWO4基质的四方晶相。395nm激发下,与CaWO4∶2%Eu3+样品比较,分别掺杂0.5%的Mg2+或Zn2+的样品发光强度提高了1.3倍和2.1倍;与3%Mg2+或3%Zn2+掺杂CaWO4∶2%Eu3粉体发光比较,当Eu3+浓度增加为3%时,粉体的发光强度分别提高了7.3倍和14.8倍;与CaWO4∶3%Eu3+样品比较,3%的Mg2+或Zn2+掺杂后的样品光强分别提高了1.2倍和1.3倍。262nm比395nm激发同一样品的Eu3+的5D0能级寿命有所增加。与单掺2%Eu3+样品比较,随着Mg2+或Zn2+掺杂浓度增加,样品荧光寿命先增加后减小。同样激发波长下,与Mg2+或Zn2+掺杂CaWO4∶2%Eu3+样品荧光寿命相比,Eu3+浓度增加为3%时,样品的荧光寿命明显变短。     

掺碳p型GaAs和InGaAs的金属有机物分子束外延生长

较为系统地研究了掺碳p型GaAs和InGaAs的金属有机物分子束外延(MOMBE)生长特性和电学特性。结果表明,衬底温度和分子束强度等生长条件对于样品的生长速率、空穴浓度及In组分含量等具有较大的影响,在InGaAs的生长中这种影响更为强烈。根据对实验结果的分析,可以认为,作为分子束源之一的TMGGa(CH₃)₃,trimethylgallium,三甲基镓的分解状态与生长条件的相关性,是引起生长速率和空穴浓度等变化的主要因素。 关键词：