Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ晶格缺陷、电性能与氧渗透研究

对新型氧渗透材料Ba0 .5 Sr0 .5 Co0 .8Fe0 .2 O3 -δ(BSCF)进行了O2 TPD表征、非化学计量 (δ)测定、电导率 (σ)测量和氧渗透性能测试的研究 .结果表明 ,经纯氧气氛处理后的BSCF ,其O2 TPD谱存在三个失氧峰 :低温峰对应于晶格中V O 位置上的吸附氧 ,高温区两个峰对应于晶格中两种不同位置的晶格氧 ;σ对温度的实验表明 ,不论在升温还是降温过程中 ,σ在 470℃左右均出现极大值 ,可能与BSCF体系的δ值随温度变化相关 ;氧渗透实验表明 ,850℃以上 ,BSCF的氧渗透率JO2 较大 ,达到 1μmol/cm2 s ,活化能较低 ,Ea =63 .1kJ/mol ,而低于 850℃时 ,存在相分解     

稀土元素替代Y对YBa2Cu3O7-δ氧吸附性能的影响

用热重法研究了RBa2Cu3O7-δ(R=Gd、Er、Eu、Dy、Sm、Ho和Nd)及Y1-xLaxBa2Cu3O7-δ(x=0.1,0.5和1.0)共10种材料在高温下的氧吸附—脱附性能。结果表明,随着温度的升降循环,仅NdBa2Cu3O7-δ(R=Gd)和Y1-xLaxBa2Cu3O7-δ的氧吸附—脱附性能有较好的重复性,其余的6个样品的重复性都很差;并且这10种样品的质量变化率都没有YBCO的大。     

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。     

Co掺杂对YBa2Cu3O7-δ微观结构及透氧性能的影响

利用XRD、TG和标准四电极法研究了YBa2Cu3-xCoxO7-δ(x=0~0.5)混合导体的结构和性能,稳态法考察了Co掺杂量对膜材料透氧性能的影响。实验表明当x<0.05时,Co掺杂可以提高透氧量,在x=0.05时达到最大值(940℃,厚1.4mm的膜材料透氧量为0.53ml/min.cm2)。当x>0.05透氧量开始减小,当x>0.01后,透氧量下降到比未掺杂的YBa2Cu3O7-δ还要小。从晶格结构与Co掺杂量的关系及Co-O键能与Cu-O键能的差别对透氧量随Co掺杂量的变化进行了讨论。     

Zn掺杂的YBa2(Cu1-xZnx)3O7-δ(x=0, 0.01, 0.02)体系的反常霍尔效应

利用脉冲激光沉积(PLD)方法制备了c轴取向的高质量YBa2(Cu1-xZn)3O7-δ(x=0, 0.01, 0.02)外延薄膜.超导临界温度随Zn掺杂量增加而较快地下降,与单晶样品的结果相符.在强磁场下的输运测量发现YBa2(Cu1-xZn)3O7-δ系列样品在Tc附近均出现反常的Hall电阻率符号反向,但其Hall电导率σxy随磁场的变化关系与氧欠掺杂的YBa2Cu3O6.66存在很大差异,说明Zn掺杂和氧掺杂对混合态中的磁通涡旋性质的影响有显著不同.     

氧等离子体处理对淬火YBa2Cu3Oy的影响

本文研究了氧等离子体处理对YBa2Cu3Oy超导性的影响.在室温下,电离氧气产生氧等离子体,用它对淬火YBa2CuOy样品进行处理,结果表明:经氧等离子体处理的淬火YBa2CuOy样品能在短时间内产生90K相,而且90K相的含量随处理时间的增加而增加,但它们的含氧量并没有增加.实验结果预示:在室温下,氧等离子体能"整理"YBa2Cu3Oy超导体的Cu(1)-O面中a轴上的氧空位并使其有序,而在b轴上形成Cu(1)-O链,产生90K相.     

Co掺杂对YBa2 Cu3 O7-δ电阻率与塞贝克系数的影响

用固态反应法制备了YBa2Cu3-xCoxO7-δ(x=0.0,0.1,0.2,0.5)样品,研究了Co掺杂对YBa2Cu3O7-δ高温区的电阻率和塞贝克系数的影响。随着Co含量的增加,样品的电阻率和塞贝克系数逐渐增大,从金属性导电转变为p型半导体导电。x=0.2和0.5样品的电导活化能在500K处发生突变,高温区的活化能大于低温区的活化能。通过塞贝克系数与温度的关系,计算出x=0.2和0.5样品的费米能级分别为0.02和0.12 eV。当温度高于650-700K时,氧脱附显著影响样品的电输运性质,导致电阻率和塞贝克系数随温度增加而增大。     

脉冲激光沉积制备YBa2Cu3O7-δ/Nb-doped SrTiO3双层结

超导体/半导体结(Superconductor/semiconductor p-n junction)在制备场效应管,晶体管方面具有巨大的潜力.本文通过脉冲激光沉积的方法,使用Nb掺杂的(100)方向SrTiO3作为薄膜衬底,沉积了厚度约为350nm c轴取向的YBa2Cu3O7-δ薄膜,从而得到YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3双层结.R～T曲线,以及XRD曲线显示YBa2Cu3O7-δ薄膜具有良好的超导电性和晶体结构,在零磁场不同温度下测量得电流-电压曲线显示YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3构成的超导体/半导体双层结在小于YBa2Cu3O7-δ临界转变温度Tc时具有p-n结整流特性,当大于YBa2Cu3O7-δ超导转变温度时,呈现出非典型肖特基结的特性.     

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.     

YBa2Cu3O7-δ和PrBa2Cu3O7-δ1/f噪声尺寸效应的研究

我们分别测量了YBa2Cu3O7-δ（YBCO）和PrBa2Cu3O7-δ（PRBCO）微桥样品在正常态沿ab面方向的1/f噪声，发现这两种材料分别存在着数量级为10^1μm和10^2μm的特征尺度，在此尺寸以下，噪声水平急剧下降，即噪声的尺寸效应，我认为这一结果反映出样品是由尺寸为10^0μm的独立小区组成，小尺寸样品噪声表现是这些小区涨落叠加的结果。     

暂态热重法分析混合导电材料YBa_2Cu_3O_(7-δ)的透氧性能

用暂态热重法研究了 YBa2 Cu3O7-δ(YBCO)粉末在不同的温度下 N2 → O2 → N2 交变气流中的吸氧、脱氧过程 ,估算了其在不同温度下的氧吸附速率、氧脱附速率。结果表明 ,YBCO对氧有强烈的选择吸附性 ,并且其吸氧、脱氧过程是可逆的 ,氧吸附过程较迅速 ,而氧脱附过程则较缓慢 ;氧吸附或氧脱附过程在开始阶段是表面扩散 ,以后主要是体扩散。     

GdBaCo2O5+δ体系的滞弹性内耗研究

GdBaCo2O5+δ体系的低频内耗研究表明:体系中存在一个由额外氧运动引起的弛豫内耗峰;额外氧δ对这个弛豫内耗峰的大小、峰形及峰位有较大影响,反映了额外氧状态随δ而变化.当δ=0.005,体系中额外氧含量很少而接近零时,相应的内耗峰消失;δ达到一定数量后,出现弛豫内耗峰.由δ=0.278,0.407,0.421,0.515样品的弛豫内耗峰分析可得到体系随δ不同存在着三种不同的额外氧形态.此外,δ=0.421及0.515的样品在360K附近存在一个相变内耗峰,它对应着体系中的金属-绝缘体转变.     

Cu位La、 Gd掺杂YBa2Cu3O7-δ结构和磁通钉扎的比较

多晶样品YBa2Cu3-xLaxO7-δ(0≤x≤0.15)和YBa2Cu3-xGdxO7-δ(0≤x≤0.15)通过固相反应法制备得来.通过结构参数分析,我们发现La首先替代Cu(1)位,然后开始部分替代Ba,而Gd开始替代Cu(2)位然后替代Cu(1)位.YBa2Cu3-xLaxO7-δ和YBa2Cu3-xGdxO...     

BaCuO_2的添加对YBa_2Cu_3O_(7-δ)临界电流密度的影响

掺入BaCuO2杂相的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)粉末样品采用固相反应方法制备获得。XRD的Rietveld精修显示BaCuO2杂相和YBCO并存。在YBCO+xBaCuO2(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)的一系列样品中,当x=0.05时,样品的临界电流密度最大。在磁场中,微量BaCuO2杂相的添加,使YBCO的临界电流(Jc)提高了,但超导转变温度(Tc)稍微有所下降。临界电流密度的这些特征行为来自于两方面的共同作用,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。     

缺氧条件下准一维自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ的磁化率特性研究

在空气环境中采用固相反应方法制备出三种A位Ca掺杂自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ样品(x=0,0.25,0.43)能量损失谱(EDS)分析表明,该体系ca掺杂样品均严重缺氧(分别对应的缺氧含量δ=7.64,6.99,6.67).X射线衍射(XRD)结果显示,所有样品均为单相,并且晶格常数a,b,c的值随着缺氧含量δ的增加而增大.1T直流磁场下的磁化率.温度曲线及其拟合结果表明,对无Ca掺杂样品Sr14Cu24O41-δ(δ=7.64),氧含量减少导致自旋链上空穴数的减少.自旋链上自由自旋的Cu离子数目增大,而参与二聚化的Cu离子数目略有减小;而对Ca掺杂样品(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ,随着ca含量的增加,样品中氧缺失量降低,但Ca掺杂引起空穴减少的程度更强.     

Y_2O_3和BaCeO_3掺杂对YBa_2Cu_3O_(7-δ)多晶结构和超性质的影响（英文）

本文采用固相反应方法制备了一系列YBa2Cu3O7-δ(Y123)+0.25molY2O3+x wt%BaCeO3(x=0.0,2.0,5.0,10.0and 20.0)多晶样品,通过X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对Y2O3和BaCeO3的参杂的样品微观结构和超导转变温度进行系统的测量,发现Y2O3参杂到YBCO样品表面有球形或椭球形Y2Ba1Cu1O7-δ(Y211)粒子形成.依据SEM,XRD和电阻率测量,随着BaCeO3参杂量的增加,我们观察到样品的形貌变得越来越不均匀,所有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,并伴有三步转变过程;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,这些结果可以用氧分布的变化和缺陷的变化及氧缺陷来解释.     

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。     

YBa_2Cu_3O_(7-x)对氧的检测灵敏度和响应速度

研究了高温超导体 YBa2 Cu3O7- x块材和厚膜在温度区间 40 0℃到 85 0℃电阻率随环境氧分压的变化关系 ,初步探索了其作为氧传感器材料的可能性。并研究了 YBa2 Cu3O7- x在不同温度条件下对氧的检测灵敏度和响应速度。实验表明 YBa2 Cu3O7- x对氧有较强的选择性 ,同一温度下电阻率随氧分压的增大而减小 ,且有较快的响应速度。氧分压减小时电阻率增大 ,块材响应速度较慢 ,但是制成厚膜后可提高其响应速度     

高温超导YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜的制备及性能表征

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在LaAlO3(100)单晶衬底上外延生长YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜,用X射线衍射技术(XRD)分析薄膜的物相结构和外延特性,通过原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌.本文主要研究了最佳工艺参数下交替生长多层YBCO-Y2O3膜的超导性能.结果表明,YBa2Cu3O7-δ-Y2O3薄膜为纯c轴取向外延生长,临界电流密度Jc(H=0或H//C)均高于纯YBCO薄膜,纳米Y2O3起到磁通钉扎中心作用.     

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.