Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)M_xO_(7-δ) (M=Fe,Ni)体系的超导电性

本文报道,通过对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)MxO_(7-δ)(M=Fe,Ni)体系样品的晶体结构、氧含量、正常态电阻率与温度的关系,以及超导转变温度等测量,并与YBa_2Cu_(3-x)MxO_(7-δ)(M=Fe,Ni)体系进行比较,发现Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系的Tc显著地高于相应x值的YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系,而Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ)体系则相反,Tc低于仅Ni替代的体系,表明Ca和Fe同时替代时两者引起的载流子浓度(n_H)变化相互补偿,抑制了仅Fe替代时引起的n_H和Tc急剧下降;而作Ca和Ni同时替代时主要的不是两者引起载流子浓度变化的相互补偿,Ca和Ni替代效应之间的关联较弱。作者认为,对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系属于CuO_2平面外的元素替代,这时载流子浓度是决定Tc的主要因素;而对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ)体系,由于Ni~(2+)离子主要占据Cu(Ⅱ)位,它导致磁拆对效应,Ni~(2+)离子的拆对效应是引起Tc下降的直接原因。     

MBa_2Cu_3O_(7-δ)( M=Y,Sm,Gd,Eu)高温超导体的远红外反射光谱

本文报道多晶MBa_2Cu_3O_(7-8)(M=Y,Sm,Gd,Eu)高温超导体的远红外反射光谱,其频率和温度范围分别为40--360cm~(-1)和 4.2--300K。对于不同M的样品,反射光谱具有相似的结构。在测量范围内,所有样品都有5个反射峰,最低频率的两个峰均属B_(iv)对称类,分别对应Ba,Cu,O离子团振动以及M,O离子团振动,其余3个峰来自CU—O键的弯曲振动;另外,不同M的样品的反射率曲线都具有三处反转结构,即正常态和超导态的反射率曲线的高低位置发生互换。这些反转结构可能与超导能隙有关。     

Effect of Zn impurity in K0.8Fe(2-δ-x)Zn(x)Se2

A series of K(0.8)Fe(2-δ-x)Zn(x)Se(2) single-crystal samples with nominal compositions 0?≤?x?≤?0.05 were grown and their physical properties were measured in order to study the effect of Zn impurity. It is found that the Zn impurity (x?≤?0.02) does not affect the superconducting transition temperature T(c) significantly. Meanwhile the hump in resistivity which corresponds to the transition from the insulating to metallic phase quickly shifts towards low temperatures. The results imply that there should be a phase separation in this system and Zn impurity causes the enhancement of the insulating phase. The negligible effect of Zn impurity on T(c) suggests an s-wave pairing in the superconducting phase. Meanwhile there is a possibility that the Zn impurity may selectively enter into the insulting phase.     

Mössbauer spectroscopy of 57Fe in high Tc superconductors YBa2Fe3xCu3(1−x)O7−δ

Mossbauer spectroscopy of ⁵⁷Fe in both tetragonal and othorhombic phases of YBa₂(Fe_xCu_1−x)₃O_7−δ, with x = 0.01, 0.02 and 0.10, at temperatures 4.2 K, 75 K, 90 K, and 300 K have been performed. In all samples three major subspectra corresponding to iron in different local environments are observed. It is concluded that Fe substitutes mainly Cul. At 4.2 K, samples with x=0.01 in the “quenched” tetragonal phase exhibit magnetic hyperfine structure, due to slow spin relaxation rates, whereas in the orthorhombic superconducting phase, only samples with x=0.1 exhibit magnetic hyperfine structure, in this case probably due to spin glass magnetic order.     

GdBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)超导体系结构相变及拉曼谱特征

采用固态反应法制备了GdBa2Cu3-xFexO7-δ(x=0.00-0.30)系列样品,利用X射线衍射、拉曼光谱以及电测量技术对体系的晶体结构、拉曼散射谱特征以及电输运特性进行了系统研究。结果表明,当Fe掺杂量在x=0.05-0.10区间时,体系的晶体结构发生了从正交相到四方相的转变。通过对拉曼光谱中典型振动模的指认及振动模随Fe掺杂量的变化规律,得到了拉曼谱随体系正交-四方结构相变的变化特征:对于具有正交相的x=0.00-0.05样品,拉曼谱具有五个与正交相结构相对应的特征峰;而对于具有四方相的x=0.10-0.30样品,随Fe掺杂量增加,振动模强度变弱,且典型振动模发生了不同程度的展宽或频移。电输运测量表明,随Fe掺杂量的增加,超导临界温度Tc降低,正常态电阻率增加且发生了金属-半导体相变。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体磁弛豫

我们用振动样品磁强计研究了多晶和熔融织构 YBa_2Cu_3O_(7-δ)样品磁弛豫特性.发现在液氮温度77K 下,两种样品的零场冷磁化强度 M 仍随时间 t 呈对数衰减.表明 P.W.Ander-son 的经典磁通蠕动理论在该温度下适用于高 T_c 氧化物超导体.实验还给出了磁弛豫S=-((?)M)/((?)lnt)随外场的变化关系.对于多晶样品,当外场 B>B~*(穿透场),S 正比于 B~(-α),文中对这一关系进行了解释.     

Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导体的红外、远红外光谱

本文报道了Ti_xY_(l-x)Ba_zCu_3O_(7-8)(x=0.2和0.4)在4.2—300K的红外、远红外光谱。在50—360cm~(-1)波段内发现七个反射峰。它们分别与Ba,Cu,O离子团,Y,O离子团。Ti,O离子团,以及Cu--O键的振动有关,对于x=0.2的样品,存在两个反转结构。对于x=0.4的样品,则仅发现一个反转结构。在红外光谱中观察到六个反对峰和三个吸收峰,它们的强度大多随Ti含量的增加而增强。与Y_1Ba_2Cu_3O_(7-8)的光谱结果比校,讨论了声子峰及反转结构的物理起因。     

YBa_2Cu_3O(7-δ)/势垒层/YBa_2Cu_3O_(7-δ)三层结构的制备

本文采用射频磁控溅射法分别以 CeBa_2Cu_3O_(7-δ)和 MgO 为势垒层,原位制备出 YBa_2Cu_3.O_(7-δ)/CeBa_2Cu_3O_(7-δ)/YBa_2Cu_3O_(7-δ)和 YBa_2Cu_3O_(7-δ)/MgO/YBa_2Cu_3O_(7-δ)三层结构.文中给出了一些初步的实验结果,它们表明:在 YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜与势垒层之间有较严重的互扩散.     

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。     

GdBa_2Cu_(3-x)CO_xO_y、NdBa_2Cu_(3-x)CO_xO_y 的超导电性

采用固相反应法制备了单相元素替代超导氧化物系列 GdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y,NdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y对这些样品的晶格常数和电阻-温度关系进行了测量,发现随掺杂量 x 的增加,①两系列样品均呈现出金属-半导体转变;②NdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y 出现一从正交到四方的结构相变,并且在发生该相变之前,超导电性已消失;③GdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y 的 T_c(x)随 x 变化近似成线性关系.取适当的 x_(cr),与 AG 曲线比较,发现在高含量区出现偏差.将本实验结果与 YBa_2Cu_(3-x)Co_xO_(7-δ)、YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ),YBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ),GdBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)等系列相应的结果作比较,认为磁性稀土元素与固有磁矩较大的过渡元素间很可能存在某种磁相互作用.同时还讨论了其它可能的拆对机制.     

R_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O(7-δ)超导T_c与稀土离子半径的关系

实验研究了R_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)系列的超导T_c和正常态电阻率,其中R=Nd,Dy,Tm,Yb和Lu。实验结果表明,Pr的部分替代导致超导T_c的抑制,其T_c抑制速率、临界Pr浓度X_(cr)和正常态电阻率与R三价离子半径之间有着密切相关。这个离子尺寸效应的起因可能与PrBa_2Cu_3O(7-δ)晶胞团的形成有关。     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)膜1/f噪声的研究

我们在８０～３００Ｋ温区测量了电阻随温度变化行为十分不同的Ｙ１－ｘＰｒｘＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（ｘ＝０，０．２，０．５，１）膜的１／ｆ噪声，发现Ｐｒ含量对样品噪声水平没有明显的影响．我们还将实验结果与Ｄｕｔａ－Ｈｏｒｎ热激活模型进行了比较．发现ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ膜符合较好，ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ膜定量上有较大差别．     

GdBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的各向异性研究

本文报道了对GdBa_2Cu_3O_(7-8)单晶正常态电阻率、超导临界温变,以及磁转变的各向异性观测结果,发现ab平面上及c轴方向的电阻率,除T_c附近由于超导涨落引起的明显偏离以外,在正常态都能很好地满足Anderson-Zou关系:ρ=A/T BT,但两方向的A,B存在显著差异说明其输运电荷是由不同机制产生,它具有显著的二维特征;沿c轴方向的超导电性比沿ab平面的超导电性要弱,T_(ce)比T_(ce∥)低2K;H∥ab平面时的交流屏蔽效应仅是H⊥ab平面时的76％。     

YBa_2(Cu_(3-x),Sn_x)O_(7-δ)的穆斯堡尔谱学研究

本文用~119Sn穆斯堡尔谱学的方法研究了高T_c超导材料YBa_2(Cu_(3-x),Sn_x)O_7-89在置换元素Sn为大置换量的情况,发现一直到x=1.0,仍有T_c>80K。通过穆斯堡尔谱的分析,认为Sn置换的是Cu(1)晶位上的离子,从而得出对超导起决定性作用的是Cu(2)晶位离子的结论。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体的微波特性

本文对YBa_2Cu-3O_(7-δ)材料的表面阻抗的系列研究工作进行了归纳.与经典超导体相比,该类氧化物超导体的微波表面电阻在低温区所呈现的反常,当源于材料的内在特性.我们认为它是材料中存在一定量的未配对载流子所致;而其中 CuO 链的影响是应当考虑的.基于YBa_2Cu_3O_(7-δ)的格胞排序组构,借鉴 Allender 模型,我们提出了修正电导率σ.∝ln(Δ/(?)ω)·[c_1e~(-Δ/K_BT)+(1-c_1)((K_BT)/Δ)]来表征材料的传导电性.基于该设想的微波表面阻抗理论值能很好地吻合实验数据;进而,据此可估计出 YBa_2Cu_3O_(7-δ)的序参数值.如 H_c_1H_c_2,ξ,Δ(0),l.     

掺Zn对YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体高场特性的影响

本文研究了掺Zn对YBa_2Cu_3O_(7-δ)烧结样品高场下超导电性的影响.根据磁测量结果,利用 Bean 模型计算临界电流密度 J_c 和磁通钉扎力 F_p 的结果表明:随着 Zn 含量的增加,J_c 随外场增大而下降的速率增大,F_p 也显著下降.而且,对于某些样品,F_p 随外磁场变化出现一个极大值.     

Pr_(0.2)Yb_(0.8-x)La_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系的超导电性和磁性

本文研究了Pr_(0.2)Yb_(0.8-x)La_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系的晶体结构,超导电性和磁性。结果表明,在Pr含量不变的条件下,超导转变温度随稀土离子半径增大而降低,当x≈0.65时,Tc=0;电子比热和费密能级上的态密度也随稀土离子半径增大而降低。并讨论了稀土离子半径与杂化的关系。     

Ca掺杂对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.05≤x≤0.20)薄膜超导电性的影响

本文利用脉冲激光沉积法在(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7(LSAT)的(001)面上外延生长了系列Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.05≤x≤0.20)超导薄膜.充分退火后的样品均为富氧材料,其X射线衍射(XRD)数据显示样品具有良好(001)取向,随着掺杂量x的增大,样品有由正交相变为四方相的趋势.低场下M～T测量数据显示超导态时样品具有抗磁性,随着Ca含量的增加超导转变温度(Tc)降低,当x=0.2时,仅有46K.当外加磁场达到10kOe时,磁化发生反转出现正值,表现为顺磁迈斯纳效应.     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中的离子价键特性与超导电性

基于中子散射实验结果,应用键价计算方法研究了Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(x=0,0.2,0.4,0.6)体系中离子的价键特性。对Cu(1),Cu(2)及Y(Pr)的键价和计算结果表明,Cu(2)的键价和与超导临界温度(T_c)之间存在着强烈的关朕。在氧含量基本保持不变的情况下,随Pr含量的增加,体系中电荷分布发生改变,Cu(1),Cu(2)的键价和下降,Y(Pr)的键价和上升,CuO_2面内的空穴部分地被局域于Pr-o键上。Pr对超导电性的淬灭,主要应归结为Pr对CuO_2面内空穴的局域化作用。