Ru1222体系的红外吸收光谱研究

我们详细研究了Ru1-xSbxSr2Gd1.4Ce0.6Cu2O10-δ(Ru1222Gd)和RuSr2Sm2-yCeyCu2O10-δ(Ru1222Sm)系列样品的红外吸收光谱.实验结果表明,样品在680 cm-1,600 cm-1,530 cm-1,400,380cm-1附近分别出现典型的红外吸收峰.通过与类似结构的高温超导体进行比较,对吸收峰进行了指认和分析.同时,我们还分析讨论了体系的晶格结构、声子振动和输运性质的相互关系.研究结果表明,Sb掺杂和Ce含量的变化对平面氧O(3)沿a轴的伸缩振动和顶点氧0(2)沿z轴的伸缩振动有着不同的影响.     

RUSr2EU1.4Ce0.6Cu2O10-δ超导体的磁特性研究

RuSr2Eu1.4Ce0.6Cu2O10-δ超导样品的交流磁化率曲线在TM2～125 K和Tp～75 K处出现峰值.我们通过测量不同频率下的交流磁化率和电子自旋共振谱,对这两个峰的起源进行了详细的研究.通过对铁磁共振线的强度、线宽和共振场与温度依赖关系的讨论,我们得出TM2附近的峰对应着体系的反铁磁转变.Tp处的峰随着测量频率的增加向高温移动,且峰的强度逐渐减小,这一结果证实了体系中存在自旋玻璃态.     

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．     

高纯度超导氧化物RuSr2GdCu2O8的合成与超导电性

RuSr2GdCu2O8据报道是转变温度为30－40K的超导体，其合成的主要问题是，在合成过程中有相当多的铁磁性的SrRuO3杂相伴随着主相一起生成，本文报道了合成RuSr2GdCu2O8（Ru-1212相）纯相的新方法，即在O2和水蒸气气氛中首先合成纯相的Sr2GdRuO6(Ru-211相）先驱物，然后Sr2GcRuO6与CuO高温烧结，生成RuSr2GdCu2O8。合成的RuSr2GdCu2O8电阻为半导体温度行为，该体系的超导转变与生成的杂相有关。     

Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ体系中通氧时间对超导转变温度的影响

研究了高温氧化物超导体Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ体系中通氧时间对超导转变温度及超导转变温区的影响。Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ样品是按相等摩尔数的Gd与Y元素配比,采用传统的固相反应法烧结而成的多晶块材。实验结果显示:Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ烧结样品与YBa2Cu3O7-δ烧结样品均具有很好的单相性,在一定的通氧条件下其超导临界转变温度TC与超导初始转变温度TCO值相对YBa2Cu3O7-δ烧结样品有提高。文中对此结果进行了讨论。     

浸渍法制备Al2O3∶Ni2+及其EPR研究

使用浸渍法制备了Al2O3∶Ni2+晶体,并对不同温度400℃～1000℃焙烧的7种样品进行了分析,采用日本岛津电子公司生产的JES-FA200电子顺磁共振谱仪测试了样品的电子顺磁共振谱,分析了EPR信号对应的离子归属,对今后使用电子顺磁共振研究Al2O3∶Ni2+提供了借鉴参考依据.     

浸渍法制备Al2O3：Ni2+及其EPR研究

使用浸渍法制备了Al2O3：Ni2+晶体,并对不同温度400°C-1000°C焙烧的7种样品进行了分析,采用日本岛津电子公司生产的JES-FA200电子顺磁共振谱仪测试了样品的电子顺磁共振谱,分析了EPR信号对应的离子归属,对今后使用电子顺磁共振研究Al2O3：Ni2+提供了借鉴参考依据.     

Heusler合金Cu2VAl磁性及输运性质的研究

对Heusler合金Cu2VAl多晶甩带样品进行了磁性与输运性质方面的研究.实验发现Cu2VAl在温度T为210K附近发生铁磁-顺磁相变,为弱铁磁体.输运性质的测量表明在7.2K时电阻因局域杂质超导相变而发生突变,电子和声子之间的散射是主要的散射机理.居里温度Tc以下存在侧跃导致的反常霍尔效应,并且7K附近的相变导致霍尔电阻率发生异常.     

CeO_2掺杂MgB_2超导材料的特性研究

以Mg粉、B粉、Ce O2粉末为原料,用真空固相反应法制备了系列按1Mg B2+x Ce O2摩尔量比Ce O2掺杂的样品,其中x=0,0.03,0.06,0.09,0.13,0.135,0.14。通过X-射线和扫描电子显微镜,分析了样品的成相和织构。除Mg B2和少量Mg O相外,在Ce O2掺杂的样品中还检测到了Ce B6和少量残留的Ce O2相。XRD的计算表明,随着Ce O2掺杂量的增加,Mg B2的平均晶粒尺寸受到了明显的压制,且Ce B6相含量增加。电阻-温度特性测量表明,掺杂量在x=0.06以内时,Mg B2的超导电输运特性无明显影响,正常态电阻率低,超导转变温度(Tc)超过38K,转变宽度($Tc)小于1K;掺杂量大于0.09以后,观察到正常态电阻率升高,超导电性快速退化;超过0.14后,尽管存在电阻转变,但在测量温度范围内已观测不到零电阻效应。实验除展示Ce O2掺杂抑制Mg B2的成相和晶粒生长外,同时表明晶粒尺度的大小和分布对Mg B2的超导特性影响显著。     

添加Dy_2O_3的YBa_2Cu_3O_(7-δ)的临界电流密度特征

掺入Dy2O3的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)粉末样品采用固相反应方法制备获得。XRD的Rietveld精修和SEM都显示Dy2O3和YBCO并存。随着添加相成分的增加,YBCO的开始转变温度Ton、超导临界温度Tc和零电阻温度Tc0都单调减小。对于某一固定的磁场,温度为77K,当x=0.05时,样品的临界电流密度Jc有最大值。磁场中,微量的Dy2O3的添加,使得YBCO临界电流密度增大。Jc的这些特征行为来自D2O3的添加导致的两方面的共同作用,一方面是超导性的变化,另一方面纳米尺寸范围内的空间分布的非均匀性。     

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.     

在氧-水蒸气存在下单相Sr2(Gd,Ce)2Cu2RuO10的合成及其电学性质

传统固相反应所合成的锶系钌铜氧化物,通常总伴有少量铁磁性SrRuO3杂相.采用氧(或空气)-水蒸气混合气氛下的新型固相反应,既能成功合成锶系钌铜氧化物的前驱物纯相Sr2GdRuO6(211相), 也能进一步在相对低的温度下成功合成锶系钌铜氧1222纯相化合物RuSr2(Gd,Ce)2Cu2O10 (Ru-1222),使其中SrRuO3杂相含量大大减少.详细讨论了新型固相反应下产物的形成及其机理,并涉及SrRuO3杂相的存在对RuSr2(Gd,Ce)2Cu2O10产物电学性质的影响.结果表明,水蒸气的作用能抑制前驱物合成中SrRuO3杂相的形成,进而控制反应产物Ru-1222相中SrRuO3杂相的存在,而后者又有利于Ru-1222相超导电性的获得.     

Gd替代YBa2Cu3O7-δ超导体的相结构与局域电子结构的研究

利用正电子湮没实验,结合x射线衍射(XRD)结构分析,研究了具有混合稀土特征的(Y1-xGdx)Ba2Cu3O7-δ系列样品.XRD实验结果表明,半径较大的Gd离子Y位替代使得样品晶胞参数和晶胞体积增大,但所有样品仍保持与YBa2Cu3O7-δ(YBCO)样品相同的单相正交结构.正电子湮没实验表明,正电子各寿命参数表现出很强的Gd替代依赖关系.从正电子实验结果出发,计算了Cu-O链区局域电子密度ne的变化.结果表明,局域电子密度ne随Gd含量x的增加而减小,而超导转变温度Tc随局域电子密度ne的减小而增加,这种局域电子密度ne与超导电性的关联是与铜位替代完全不同的,且可能是近年来人们关于混合稀土铜氧化物体系具有较高临界电流密度的原因之一.该研究结果为铜氧化物超导体的应用和机理研究提供了相应的正电子实验资料.     

Ce~(3+)掺杂Gd_2O_3基闪烁玻璃的研究

实验用高温熔融法制备了Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃样品,Gd2O3含量高达40mol%,测试了不同Ce3+掺杂浓度与Gd2O3基含量玻璃样品的密度、透过、发射、激发光谱及部分闪烁性能。研究了不同Ce3+掺杂浓度与Gd2O3基含量对玻璃样品密度及光谱性能的影响规律。结果表明:Gd2O3含量的增加不仅提高了玻璃的密度,有利于提高玻璃的辐射性能,还增大了玻璃的光碱度,增大Stokes位移,有利于提高闪烁光的发光效率;Ce3+浓度的提高增大了Ce3+间碰撞的几率,产生能量损失,表现出浓度淬灭效应。在Gd2O3基闪烁玻璃中,随Gd2O3含量增加激发峰的红移较小,高Gd2O3含量的氧化物玻璃中存在Gd3+→Ce3+能量转移机制,Gd3+离子可有效地向Ce3+离子传递能量,敏化Ce3+离子的发光。玻璃样品的衰减时间在17-37ns之间。Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃有望在高能物理等领域中获得应用。     

Al掺杂对LaBa2Cu3Oy体系的物理性质的影响

利用红外光谱．电子顺磁共振以及电阻率等实验手段，对LaBa2Cu3-xAlxOy（0≤x≤0．7）系列样品进行了研究．结果表明：Al掺杂导致了体系电荷的重新分布．随着Al掺杂量的增加，超导电性被很快地抑制，电阻率逐渐增大．随着Al掺杂量的增加，Cu（1）-O（1）（530cm^-1）的伸缩振动模的强度逐渐增大，并向低频方向移动。而Cu（1）-O（4）（590cm^-1）的震动模逐渐向高频方向移动．电子顺磁共振实验（EPR）揭示了不同含量的Al掺杂对Cu^2＋的自旋关联行为的影响．本文对不同掺杂区的声子振动、自旋关联变化和输运性质进行了分析讨论．     

铁磁性超导体RuSr2GdCu2O的比热和电磁性质研究

我们测量了氧化物超导材料RuSr2GdCu2O8的电阻、磁化率和比热,发现该样品在135K附近有一个铁磁相变过程.该样品的超导临界温度比较低,其零电阻温度在4.2K以下,而在134K附近电阻有一个很明显的峰值.磁化率在此温度显示出一个很尖锐的峰值,说明样品在此温度有一个由顺磁到铁磁的相变过程,而且这个相变过程进行得比较快,其温度范围大约为10K左右.     

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。     

NdBa2Cu3O7-δ/YBa2Cu3O7-δ多层膜体系的外延结构和磁通钉扎的研究

采用脉冲激光沉积技术.在单晶SrTiO3基底上外延生长了一系列名义结构为p×(NdBa2Cu3O7-δ(m)/YBazCu3O7-δ(n))的多层膜和准多层膜(单元层NdBa2Cu3O7-δ较厚而YBa2Cu3O7-δ呈非连贯的岛状分布,m,n为激光脉冲数,p为重复周期).样品的超导转变温度在87-91 K范围,具体大小取决于不同的调制结构,多层膜的重复周期越大,层状界面越多,超导转变温度就越低.磁传输测量表明,准多层的样品不仅具有较高的超导转变温度,而且具有较强的磁通钉扎性能,77 K零场下的临界电流密度高达4×106 A/cm2,显示出良好的应用前景.     

铁磁性超导体RrSr2GdCu2O的比热和电磁性质研究

我们测量了氧化物导材料RuSr2GdCu2O8的电阻、磁化率和比热,发现该样品在135K附近有一个铁磁相变过程。该样品的超导临界湿度比较低,其零电阻温度在4.2K以下,而在134K附近电阻有一个很明显的峰值。磁化率在此温度显示出一个很尖锐的峰值,说明样品在此温度有一个由顺磁到铁磁的相变过程,而且这个相变过程进行得比较快,其温度范围大约为10K左右。     

Cu在Zr掺杂CeO2(111)面吸附特性的第一性原理研究

采用基于广义梯度近似的投影缀加平面波方法和具有三维周期性边界条件的超晶胞结构模型,用第一原理计算方法,计算并分析了Cu在Zr掺杂的CeO2(111)面吸附所形成的Cu/ Ce0.75Zr0.25O2(111)界面体系的吸附能、吸附结构和电子结构。结果表明：（1）Cu在Ce0.75Zr0.25O2(111)面上次层O的顶位,且邻近Zr原子的吸附位置的吸附能最大,吸附最强;（2）Zr的掺杂增强了Cu与CeO2衬底的作用;（3）Cu的吸附,在CZ(111)面的O2p-Ce4f态之间引入了新的间隙态,这些间隙态主要来自于Cu3d与衬底O2p的杂化作用,这是Cu与CeO2/ZrO2有较强作用的主要原因;（4）吸附的Cu被Ce0.75Zr0.25O2氧化为Cuδ+,并伴随着表面Ce4+ → Ce3+的转化,该反应可以总结为：Cu/Ce4+→ Cu δ+/Ce3+。