高温超导体低温、高压下的物理性质的研究

 在3~20 GPa压力范围内，测量了含氧量较低的YBa₂Cu₃O_7-δ（δ=0.46）单晶压力增强效应（dT_c/dp=4.9KGPa^-1）；YBa₂Cu₃O₇（T_c0=90 K）单晶在压力下临界电流密度随压力变化；外磁场H=30 kO_e时，T_c与磁场、压力关系；压力达16.5 GPa下，Bi₂Sr₂CaCu₂O_x单晶T_c(p)关系（dT_c/dp=-0.4 KGPa^-1）。发现Y系高温超导体的温度压力导数dT_c/dp与T_c0中间呈dT_c/dp=b-mT_c0线性关系（b、m为常数）。结合压力下Y系超导体结构相变和含氧量对T_c影响，分析这类超导体T_c有很强的正压力效应的原因。把实验结果同几种超导电性微观理论模型进行了分析和比较。     

压力对HgBa2Ca2Cu3O8+y超导转变温度的影响

 利用低温超高压装置，测量了Hg系样品HgBa₂Ca₂Cu₃O_8+y（Hg-1223）超导转变温度T_c在压力作用下的增强效应。压力最高达7.8 GPa，超导起始转变温度常压下为130 K，加压到5.4 GPa时获得最高温度为140 K。在5.4 GPa以下获得dT_c/dp为1.85 K/GPa。用压力作用下氧原子位置的改变使载流子浓度提高和CuO₂面间的耦合作用来解释高温超导的压力效应。     

压力对TlPbxBaCa3Cu3O超导电性的影响

 在零电阻温度T_c0达到120 K的TlBaCa₃Cu₃O_y超导体中，掺入不同含量的Pb后，超导电性受到抑制，点阵常数减小。加压时，T_c先随压力p的增加而上升，样品1（x_Pb=0.05）的dT_c0/dp=1.7 K/GPa，样品2（x_Pb=0.5）的dT_c0/dp=2.2 K/GPa。T_c的峰值随Pb的增加而减小。加压时，对由于Pb的加入引起的Cu—O层的精细结构变化起到调制作用。     

铜的高压声速和冲击熔化

 用光分析技术，测量了在一维应变冲击条件下，无氧铜的高压下声速，压力范围为125~170 GPa。将上述结果与Broberg、Morris等和Aльгшуер等过去发表的数据结合在一起，对0~170 GPa整个压力区间的声速数据做了综合分析，给出了声速随压力的变化规律。实验结果发现，无氧铜在156~159 GPa之间开始发生冲击熔化，到170 GPa左右，完全进入液相区；对于处于0~156 GPa固体无氧铜的弹性声速c_l可用ln c_l=1.565 888-2.645 488×10^-2ln p+2.710 681×10^-2ln²p拟合公式描述（p的单位为GPa，c_l的单位为km/s），拟合值与实验值的相对误差小于1.3%。     

高压下Gd3Ga5O12晶体的弹性性能

 利用超声“脉冲回波重合法”技术,测定了立方晶体镱镓石榴石（GGG）各对称方向的超声波声速,及它们在流体静压力和单轴应力条件下,随压力的变化,计算了GGG的二阶和三阶弹性常数。它们分别是：c₁₁=3.04,c₁₂=1.31,c₄₄=0.94和c₁₁₁=-17.97,c₁₁₂=-12.86,c₁₂₃=-1.06,c₁₄₄=-2.11,c₁₆₆=-3.29,c₄₅₆=-0.94,单位是10¹¹ N/m²。根据这些数据,我们还计算了GGG晶体的德拜温度以及沿它的[001]→[111]→[110]→[100]传播的三个声学波分支（一个纵波,两个横波）的Gruneisen参数γ(p,N)的分布。     

冷压与热压处理对YBa2Cu3O7-δ的结构相变和超导电性的影响

 本文研究了冷压（2.2~5.2 GPa）与热压（2.2 GPa,2.50~950 ℃）对YBa₂Cu₃O_7-δ的正交→四方相转变区和超导电性的影响。冷压保持其正交结构,但破坏了超导性,在98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再在空气中烧结,可恢复液氮温区的零电阻状态。以Cu锅密封样品,热压处理至950 ℃,不发生Cu的析出。热压处理后,98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再经通氧烧结,于86 K出现零电阻。热压处理过程,从450~950 ℃为正交→四方转变区。950 ℃为转变结束温度,大大高于氧气、空气、氮气、真空状态的温度。400 ℃附近为起始转变温度,低于氮气、氧气气氛的温度。因此相变区加宽。T_0-t结束温度升高,与Cu锅的抑制还原作用有密切关系。如降低高压淬火速率（<<10² ℃/s）,或随后辅以氧气氛中的后处理,将有利于获得既有高密度又有高T_c的YBa₂Cu₃O_7-δ超导体。     

La2CuO4+δ和La2-xSrxCuO4系统中的电子输运性质

 本文解释了La₂CuO_4+δ（0≤δ≤0.09）和La_2-xSr_xCuO₄（0≤x≤0.3）两种p型系统含铜稀土氧化物中的电阻和Seebeck系数与温度的依赖关系，在室温以上，一氧大气压下的La₂CuO_4+δ系统趋于失氧；在500 K以上，超导样品显示出失氧的一级相变，并且恢复到反铁磁相。在转变温度T₁≈300 K以下，对0<δ<0.05成份的样品，相分离成反铁磁相和超导相；而在T_cρ≈100 K的温度范围内，超导相进一步分离成富空穴和贫空穴畴。在0.04≤δ≤0.09范围内，T_c处的电阻陡降出现了台阶；我们认为，它反映了电子成对的起伏。在La_2-xSr_xCuO₄系统中，对于成分为01≈300 K以上，空穴的运动是弥散的，但是ΔH_m=0；而对于x≥0.22的样品，经历了从平滑到Fermi液态的转变。成份为0c1范围（其中空穴继续以弥散方式运动）是亚稳的，但是，在T_cρ≤150 K范围，出现了电荷起伏。当样品冷却通过T₁时，对于成份为0.15≤x≤0.2的样品，经历了由弥散到强质量增强巡游电子状态的转变；在T_c处，从均匀的修饰电子的正常态凝聚成超导的载流子对。在超导成份样品的正常态中，不寻常的电子-晶格相互作用，可以归结为在CuO₂面上从更离子性的到共价性的Cu:3d_x²-r²─O:P_σ键合的转变；通过这种转变，轨道杂化和Hubbard U参量随Cu─O键长和Cu原子上的外表局域氧化态都产生灵敏的变化。     

Zr70Cu30非晶合金退火时结构弛豫过程的压力效应

 本文研究了Zr₇₀Cu₃₀非晶合金在压力下低于玻璃化温度退火时，表征结构中几何短程有序化过程的超导转变温度（T_c）的弛豫行为。结果表明，结构弛豫使T_c下降。压力退火则阻碍T_c的热弛豫下降趋势，但过程的动力学仍保持和常压弛豫相似的对数特征。作者应用压力促使非晶结构中局域张应力减小的观点来解释上述现象。     

压力对不同Tc的Bi2+xSr2Ca1-xCu2Oy单晶超导电性的影响

 在研究BiSrCaCuO超导单晶的过程中，我们发现材料的实际化学组分与理想的2212相配比组分有着一定的差别，正是这种成分偏析造成了样品的T_c与结构的不同。本文研究了在压力下不同T_c的样品随压力改变T_c的变化关系，发现偏析越大、T_c越低的样品的dT_c/dp也越大，而越接近理想组分，则dT_c/dp越趋于最小值，还可以从此推断出BiSrCaCuO理想单晶材料的T_c最佳值。压力对超导电性的这种影响可能与耦合链长的变化有关。     

凝聚炸药中超压爆轰的实验研究

 采用飞片碰撞技术，在TNT/RDX（40/60）炸药中获得了2.5倍于正常爆轰的最大超压值，得到了超压爆轰下爆轰产物物态方程p=Aρ^{k+A₁(p-p_J)}（p－爆压，单位GPa，ρ－密度，单位kg/m³，A=ρ_J/ρ^k_J，p_J=27.06 GPa，ρ_J=2.3×10³ kg/m³，k=2.77，A₁=2.7×10^-3 GPa^-1，下表J代表正常爆轰状态）。该方程还可以较好地描述超压爆轰产物的二次冲击状态。     

Cd(0.2)-Sn-Zn三元合金高压垂直截面相图的测定

 采用高压DTA方法，测定了Cd-Sn-Zn三元系中x_Cd=20 at.%截面的高压垂直截面相图，实验压力为0，0.5，1.0，1.5 GPa。所得高压相图与常压相图比较，在p=1.5 GPa时低共晶点上移了大约35 K，共析组成在加压过程中几乎不变。这种变化趋势与理论计算的结果相图，所得高压相图的液相线与计算相图的一致。     

Synthesis and superconductivity in yttrium superhydrides under high pressure

Flourishing rare earth superhydrides are a class of recently discovered materials that exhibit near-room-temperature superconductivity at high pressures, ushering in a new era of superconductivity research at high pressures. Yttrium superhydrides drew the most attention among these superhydrides due to their abundance of stoichiometries and excellent superconductivities. Here, we carried out a comprehensive study of yttrium superhydrides in a wide pressure range of 140 GPa—300 GPa. We successfully synthesized a series of superhydrides with the compositions of YH₄, YH₆, YH₇, and YH₉, and reported superconducting transition temperatures of 82 K at 167 GPa, 218 K at 165 GPa, 29 K at 162 GPa, and 230 K at 300 GPa, respectively, as evidenced by sharp drops in resistance. The structure and superconductivity of YH₄ were taken as a representative example and were also examined using x-ray diffraction measurements and the superconductivity suppression under external magnetic fields, respectively. Clathrate YH₁₀, a candidate for room-temperature superconductor, was not synthesized within the study pressure and temperature ranges of up to 300 GPa and 2000 K. The current study established a detailed foundation for future research into room-temperature superconductors in polynary yttrium-based superhydrides.     

Pressure effect on magnetic phase transition and spin-glass-like behavior of GdCo_2B_2

We systematically investigate the effect of pressure on the magnetic properties of GdCo_2B_2 on the basis of alternating current(AC) susceptibility,AC heat capacity and electrical resistivity measurements under pressures up to 2.2 GPa.A detailed magnetic phase diagram under pressure is determined.GdCo_2B_2 exhibits three anomalies that apparently reflect magnetic phase transitions,respectively,at temperatures T_C= 20.5 K,T_1= 18.0 K and T_N= 11.5 K under ambient pressure.Under pressures up to 2.2 GPa,these anomalies are observed to slightly increase at T_Cand T_1,and they coincide with each other above 1.6 GPa.Conversely,they decrease at T_N and disappear under pressures higher than 1.4 GPa.The results indicate that the low-temperature magnetic phases can be easily suppressed by pressure.Moreover,the spin-glass-like behavior of GdCo_2B_2 is examined in terms of magnetization,aging effect and frequency dependence of AC susceptibility.A separation between the zero-field-cooled(ZFC) and field-cooled(FC) magnetization curves becomes evident at a low magnetic field of 0.001 T.A long-time relaxation behavior is observed at 4 K.The freezing temperature Tfincreases with frequency increasing.     

In situ X-Ray study of thermal expansion and phase transition of iron at multimegabar pressure

The density of varepsilon-iron has been calculated at pressures and temperatures up to 300 GPa and 1300 K, respectively. We observe varepsilon to beta phase transition at pressures between 135 and 300 GPa and temperature above 1350 K; the pattern can be interpreted in terms of double hexagonal close-packed structure. The density calculated at high pressure and temperature (330-360 GPa and 5000-7000 K) closely matches with preliminary reference Earth model density, thereby imposing constraint on the composition of the Earth's inner core.     

Phase transitions in uranium dioxide at high pressures and temperatures

The melting curve is plotted for uranium dioxide with fluorite structure in a pressure range from ?2.5 to +100 GPa. This curve has a peak at the point 3348 K, 6 GPa, and has a negative derivative at high pressures. The pressure corresponding to a polymorphic transition of uranium dioxide (37 GPa) at a temperature of 1015 K is determined. The slope of the equilibrium curve of the polymorphic transition in UO₂ in the temperature range 300–1000 K is ? 56 K/GPa.     

90 GPa（准）静水压力的产生及压力分布的测量

 本文使用固态氩做传压介质，在自制的Mao-Bell型金刚石对顶砧装置中获得了90 GPa的准静水压。通过测量样品室内不同位置上红宝石荧光R₁线的频移来确定压力分布。实验结果表明在80 GPa以下，样品室内不同位置上的压力与平均压力（p）的差Δp很小，最大的Δp/p不超过1.5%。在90 GPa时，红宝石的荧光R线与常压的很相似。这表明利用固态氩做传压介质可以获得接近100 GPa的准静水压。此外，对红宝石荧光光谱中位置在14 938 cm^-1和14 431 cm^-1两条谱线随压力的变化情况也作了讨论，并由此得出结论，14 938 cm^-1这条线也可用来标定压力。     

高压下钙钛矿结构MgSiO3的分子动力学研究

利用分子动力学方法,研究了高温高压下钙钛矿结构MgSiO3的状态方程.研究表明,分子动力学模拟结果很好地再现了广泛温度和压强范围内钙钛矿结构MgSiO3的摩尔体积.温度300 K压强上升到120 GPa模拟的钙钛矿结构MgSiO3状态方程和有效的实验结果基本一致.在更高温度和更高压强下模拟的钙钛矿结构MgSiO3状态方程和他人的计算值吻合的很好.另外,还分别计算了温度300 K,900 K,1500 K和2500 K压强上升到120 GPa时MgSiO3的体积压缩率.     

Changes in the crystalline structure of chlorpropamide at high pressures and temperatures

The crystalline structure of chlorpropamide is studied by the X-ray diffraction method at high pressures up to 4.2 GPa and in the temperature range 300–450 K. At normal pressure and upon heating to its melting point T = 396 K no phase transitions are found in chlorpropamide. When the initial α form of chlorpropamide is recrystallized, the appearance of a polymorphic ε phase is observed. After recrystallization, the high pressure effect causes partial amorphization of chlorpropamide at pressures of P ～ 3 GPa. Baric and temperature coefficients are obtained for the α and ε forms of chlorpropamide.