Y-Ba-Cu-O多相超导材料显微结构的研究

用透射电子显微镜观察研究了Y-Ba-Cu-O 超导材料的显微结构。高分辨电子显微术(HREM)及电子衍射图(EDP)分析表明,在这种材料中存在三种相,分别用A、B、C来表示。A相的晶体结构为超导相Ba_2YCu_3O_7,HREM结构象进一步证实了这种结构中金属原子的排列方式,而且还发现在A相中有微畴及层错等缺陷。B相具有简单正交晶体结构,其晶格常数为:α=0.71nm,b=0.555nm,c=1.195nm。C相为残余的Y_2O_3相。X-射线能谱(EDS)显微分析表明,比之于A相,B相中Y/Cu较高,而Ba/Cu较低。B、C 相的存在与原始成份配比有直接关系。初步认为,这种材料的超导性主要由A相所决定。     

Nd—Ba—Cu—O高温超导体的高分辨电子显微术研究

用电子衍射和高分辨电子显微术研究了Nd-Ba-Cu-O高温超导体,主相属正交晶系,具有畸变钙钛矿亚结构的三倍超结构,晶胞参数为a=3.84,b=3.87,c=11.7,样品中存在大量的缺陷,用点阵象技术观察到刃位错,反向畴,并借助结构象确定了NdBa_2Cu_3O_(-)的结构模型。在不同成象条件下,高分辨电子显微象上或者重原子为白点,或者氧原子为白点,当成象条件适当时,可以在象上区分氧原子和氧空位。     

一种新的简易共蒸Nb_3Sn膜的制备及其电子显微术(TEM)研究

一种新的简易共蒸发技术,成功地制备了超导化合物 Nb_3Sn薄膜,临界温度T_c为18K。用该膜为电极材料制作的Nb_3Sn-Pb隧道结,具有典型的直流I-V特性曲线并测得Nb_3Sn膜的能隙值为 3.1meV。电子显微术(TEM)观察研究表明,这种新的简易共蒸术制备的高T_cNb_3Sn膜,是单相的A15型超导化合物Nb_3Sn,具有共蒸A15型超导化合物微结构的基本特征,高分辨电子显微术(HREM)观察到大范围内(500A)Nb_3Sn的二维晶格条纹象。     

YBa_2Cu_3O_(6+ε)中超导相和非超导相的结构

采用单晶 X 射线衍射研究了 YBa_2Cu_3O_(6+ε)晶体中正交非超导相和正交高 T_c 超导相的原胞结构.发现非超导相到超导相的转变与 O(1)的占据率大于0.5,相应ε大于0.6有关,并且超导相中 T_c 的提高也与 O(1)的占据率增大到1有关.O(1)的出现,使晶胞参数 b 增长,a、c 缩短,Cu(2)-O(2)-O(3)层畸变增大.我们用原子簇计算的结果说明了结构变化的原因,也用分子轨道从头计算的结果说明了 T_c 的提高.     

YBa_2Cu_3O_(6+ε)中超导相和非超导相的结构

采用单晶 X 射线衍射研究了 YBa_2Cu_3O_(6+ε)晶体中正交非超导相和正交高 T_c 超导相的原胞结构.发现非超导相到超导相的转变与 O(1)的占据率大于0.5,相应ε大于0.6有关,并且超导相中 T_c 的提高也与 O(1)的占据率增大到1有关.O(1)的出现,使晶胞参数 b 增长,a、c 缩短,Cu(2)-O(2)-O(3)层畸变增大.我们用原子簇计算的结果说明了结构变化的原因,也用分子轨道从头计算的结果说明了 T_c 的提高.     

Nd-Ba-Cu-O高温超导体的高分辨电子显微术研究

用电子衍射和高分辨电子显微术研究了Nd-Ba-Cu-O高温超导体,主相属正交晶系,具有畸变钙钛矿亚结构的三倍超结构,晶胞参数为a=3.84?,b=3.87?,c=11.7?,样品中存在大量的缺陷,用点阵象技术观察到刃位错,反向畴,并借助结构象确定了NdBa₂Cu₃O_7-δ的结构模型。在不同成象条件下,高分辨电子显微象上或者重原子为白点,或者氧原子为白点,当成象条件适当时,可以在象上区分氧原子和氧空位。 关键词：     

Y2Ba4CuMoOy的添加和Mo替代Cu位对YBa2Cu3O7-δ超导体性能的影响（英文）

本文用固相反应法制备了YBa2(Cu1-xMox)3O7-δ+x mol Y2Ba4CuMoOy(x=0.00～0.08)的一系列多晶样品.利用X射线衍射法、标准四端引线法分别对样品的物相进行了表征和超导转变温度进行了系统的测量,发现随着掺杂量的增加,样品的晶体结构有从正交相向四方相转变的趋势,超导转变温度呈金属状态到半导体状态转变的趋势,并伴有两步转变过程;同时也观察到了超导转变温度降低且转变宽度增加的现象.然而,导致低Tc和宽T的可能原因是逐渐出现的非超导相Mo2411和样品的微观结构不均匀性.通过进一步的比较观察得到,样品超导转变温度出现两步转变最可能的原因不仅与非超导相Mo2411的增加有关而且与低Tc相的形成有关.     

钇-钡-铜-氧系超导材料的透射电子显微镜研究

在Y-Ba-Cu-O系超导材料中有两个Y-Ba-Cu的氧化物,一个是超导正交相,经微区X射线能谱分析,该相钇与钡的原子比约为1:2。晶体沿c方向的超结构周期是畸变钙铁矿型亚结构的三倍。从晶体沿α方向的高分辨电子显微象可看到在钇原子周围的铜原子在c方向的距离略小于钡原子周围的铜原子间距,这是由于在垂直于c方向的钇原子层上没有氧原子,从而造成Y-Cu-O亚晶胞的畸变。另一个Y-Ba-Cu的氧化物也属正交晶系,晶胞参数α=7.12A,b=12.2A,c=5.56A。钇与钡的原子比约为2:1。在La-Ba-Cu-O化合物中,超导相有四方晶胞,晶胞大小类似于上述超导相。晶体中有大量90°晶畴,晶畴大小约百埃数量级。这是由于材料中La原子过剩,多余的La原子集中于畴界处而造成的。     

超导金属玻璃Zr_(78)Co_(22)Ⅰ-Ⅴ曲线上的台阶结构

测量了非晶态超导合金 Zr_(78)Co_(22)的 I-V 特性,观察到了电压阶跃现象.基于超导相分离模型,提出了电流拨动机制.理论分析结果表明,这种超导相之间的拨流会导致电压阶跃的出现,从而完美地解释了实验现象.     

铁基K0.8Fe2-ySe2体系的单晶生长与结构研究

本文报道了采用自助溶剂法对不同组分K0.8Fe2-ySe2单晶生长和结构研究的实验结果.X-射线衍射XRD(Cu靶和同步辐射)结构分析表明样品中存在两套衍射峰(分别对应相1和相2),相1能够用ThCr2Si2结构,空间群I4/mmm(No.139)指标化,对应超导相.而相2能够用单一米勒指数(0 0l)标定,可能对应一个新的物相.相2的存在能够在不同组分的KxFe2-ySe2单晶样品中很好的重复.利用高分辨透射电子显微镜(TEM)研究了K0.8Fe2Se2样品的"结构相分离"特征,结果表明样品中存在明显的位错缺陷,可能与两相结构的竞争有关.对K0.8Fe2Se2单晶样品直流磁化测量表明相2可能为弱铁磁性,从而引起高温Tp～125K的ZFC与FC磁性反常.     

相结构对BaYCu氧化物陶瓷零电阻超导温度影响的研究

研究了BaYCu氧化物制粉工艺,烧结、热处理工艺及相结构等对Ba_2YCu_3及BaY_3Cu_(10)氧化物陶瓷零电阻超导温度的影响。测定了它们的相结构:平均成份为Ba_2YCu_3氧化物超导陶瓷的相结构主要是α=3.840A,b=3.906A和c=11.718A的准正交相;BaY_9Cu_(10)氧化物超导陶瓷主要是由富Y的体心立方相以及另一膺正交相组成。研究了各种相结构及其含量对零电阻超导温度的影响。所得最高零电阻超导温度为88.9K。     

一种适用于非周期结构高分辨象模拟计算的新方法

通常的FFT多片层法(FFTMS)动力学衍射计算中,由于采用了边界采样点周期性延伸的假设,从而导致非周期结构高分辨象模拟的严重失真。在仔细研究这种误差成因的基础上,本文提出了一种适用于非周期结构的高分辨象模拟计算新方法,它基于实空间多片层(RSMS)象模拟计算方法,但在势投影及传播因数计算中充分考虑了非周期结构的特点,从而得到与实验符合较好的结果。 关键词：     

非晶态合金La_(72)Si_(28)晶化过程中生成的新亚稳超导相

本文报道了在非晶态合金La_(72)Si_(28)晶化过程中生成新亚稳超导相的实验结果。非晶态合金La_(72)Si_(28)是用液态急冷法制备的,该合金经250℃,30min热处理后,得到了一个新的亚稳超导相,该相具有正交结构,其晶格参数为a=9.121,b=6.821,c=3.833,超导临界温度T_c为3.02K,高于目前已知的La-Si系超导相的T_c值。     

一种新型的多值I_c(H)特性

在横向磁场中,测量了原始淬火态的金属玻璃Zr_(78)Co_(22)的超导临界电流与磁场的关系。当T≤T_c时,首次观察到一种新型的多值I_c(H)特性,即对应于一给定的横向磁场值,可以存在多个超导临界电流值,在H(I_c)曲线上呈现磁场峰。基于微结构和结晶相的分析,提出超导相分离模型,定性地解释了实验结果。     

高T_c超导材料的结构象

自从发现了高Tc超导氧化物以来,人们纷纷用各种方法研究它们的晶体结构.七十年代发展起来的高分辨电子显微术,给人们提供了直接观察晶体结构的手段.图1是超导转变温度为90K的Y-Ba-Cu-O化合物的高分辨电子显微象,是我们用JEM-200C X高分辨电子显微镜拍摄的.电子加速电压为200kV.Y-Ba-Cu-O化合物属正交晶系,晶胞参数a=0.389um,b=0.382nm,c=1.166nm.晶体沿c方向的周期均为a方向的三倍,具有类钙钛矿型超结构.图2给出了该晶体的结构模型. 图1所示的高分辨电子显微象是用楔状晶体拍摄的.图1的上端对应于楔状晶体的薄区,晶体厚度约为几个nm,…     

(Bi,Pb)_2Ca_2Sr_2Cu_3O_y体系的相结构与超导电性

本文系统地研究了 Bi_(2-x)Pb_xCa_2Sr_2Cu_3O_y 体系的成相条件,相结构,R(T),acX(T),R(H)以及 Jc(T)等物理参量.通过一系列的实验观察,给出了含 Pb 的 Bi-系超导体的成相规律和超导电性特征.观察到诸如3个超导相,两个临界磁场和临界电流等现象,并就其物理本质作了讨论.为探索高温超导电性和深入理解氧化物超导体提供了丰富的实验依据.     

CeO_2掺杂对BSCCO超导性能和微观结构的影响（英文）

用固相反应法制备了所有的掺杂样品,并研究了掺入CeO_2(x=0.0-2.0wt%)对Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oδ超导体性能的影响.研究表明,超导材料的性能如临界温度、微观结构和超导相的形成都与CeO_2的掺杂量有很大的关系.CeO_2的掺入可以改变(Bi,Pb)-2223相的体积分数,并且,0.2wt%CeO_2的掺杂提高了样品的Tc(onset).同时,SEM照片显示:当CeO_2掺杂比例从0.0wt%至0.2wt%时,样品的微观结构变的越来越致密,这表明适当的CeO_2掺杂量能提高样品的结晶性和促进晶粒的生长.然而,对于x=2.0wt%的掺杂样品,在R-T曲线没有观察到零电阻现象,说明掺入过量的CeO_2破坏了相邻晶粒之间的连接性以及超导相的晶体结构.     

两种氧化物超导体在高压下的行为

 本文为两个单相超导氧化物体系NdBa₂Cu₃O_x和(Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_y分别做了低温、常温和高温下的高压观察。发现超导转变温度均随压力的增加而提高；在两个体系中都观察到1.0 GPa附近正常态电阻的突增，它们都对应于T_c增加的变缓。对NdBa₂Cu₃O_x所做的高压DTA显示，从高温四方相到超导正交相的转变为压力提前，表明高压对超导相结构的稳定性产生有利影响。     

一种铅铋合金薄膜低温相的结构及超导物性表征

铅铋(Pb-Bi)合金超导材料被广泛研究,但对其低温物相的结构和超导物性却知之甚少.本文采用低温共沉积和低温退火的方法,在Si(111)-(7×7)衬底生长的Bi(111)超薄薄膜上制备了铅铋合金薄膜,利用扫描隧道显微术对其结构和电子学性质进行表征.通过结构表征,确定了薄膜中存在相分离,同时存在具有三次对称性的纯Bi(111)相和合金相Pb_(1–x)Bi_x,可归属于部分铋取代的Pb(111)结构.通过电子学性质测量,进一步证实了Bi(111)相中特征的电子学结构及合金相中的超导行为.变温实验表明,合金相Pb_(1–x)Bi_x的超导转变温度是7.77 K,属于强耦合超导体.测量了由Bi(111)-Pb_(1–x)Bi_x组成的正常金属-超导体异质结和超导体-正常金属-超导体异质结中的邻近效应,指出了超导穿透深度可能受界面接触面积的影响.考虑到铋可能具有的拓扑属性, Bi(111)-Pb_(1–x)Bi_x面内异质结界面结构可进一步用于研究其新奇物理效应.     

Ba-Y-Cu-O系统的高温超导电性和金属-半导体相变

对不同组分及烧结条件下的Ba_xY_(1-x)CuO_(3-y)多相和Ba_2YCu_3O_(9-δ)单相超导氧化物分别作了电阻、交流磁化率和比热随温度的变化,以及X射线衍射、X射线光电子谱的测量。结果支持样品中存在大块超导电性的观点,其中对超导起主要作用的是Ba_2YCu_3O(9-δ)相。并且对于较高Tc的样品具有较大的Fermi面态密度。但含Ba量仅为0.5％(x= 0.005)的样品仍可导致非界面的高温超导电性。因此不能排除Ba以杂质原子身份影响电子结构,从而导致超导电性的可能性。另外,在x=0处观察到可能由电子推动的金属-半导体相变。