Y_(3-x)Ba_xCu_2O_(7-y)体系的物相与超导电性

对Y_(3-x)Ba_xCu_2O_(7-y)(0.3≤x≤2.4)体系材料的低温电阻测量和X射线衍射分析表明:1.0相似文献   

(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(x=0～0.3)体系的磁特性与平均稀土离子尺寸效应的研究

研究了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(0.0≤x≤0.3)体系的磁特性,给出了磁转变温度Tc与La位平均离子尺寸之间的关联.结果表明,随Y掺杂浓度的增加,金属-绝缘转变(M-I)温度TMI向低温区移动,对应的峰值电阻率ρp升高,对x=0.3样品而言,较未替代样品(x=0.0)增幅达8个数量级之多,指出由于Y的掺入而致使La位平均离子半径()减少以及局域晶格结构畸变引起的.磁性测量表明了在x>0.1的高浓度区域,随着x的增加,反铁磁性相互作用逐渐增强,导致x=0.2和x=0.3的样品在35K左右出现了自旋玻璃态.     

钾钨青铜K_xWO_3的晶体结构和电输运特性研究

以K2WO4、WO3和W粉为原料,用混合微波方法制备了钾钨青铜KxWO3样品.随着名义钾含量x的增加,KxWO3样品的晶体结构由六方(0.20≤x≤0.33)转变为四方(0.50≤x≤0.60).四方相样品均显示金属型导电特性.在六方相样品K0.2WO3中观测到了明显的电荷密度波(CDW)转变,转变温度为265K,其余六方相样品则为半导体型导电特性.在x=0.20不变的条件下,以Ca部分替代K制备了(K1-2 yCay)0.2WO3(名义钙含量y=0.1,0.2,0.3)样品,其主相仍为六方相.当0y≤0.2时,六方相的晶胞参数a和c随y的增加而增大.从电阻率-温度曲线上可以看出,名义钙含量的变化会影响样品中的CDW转变.     

Y替代La2/3Ca1/3MnO3体系的结构与输运行为

系统研究了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(0.0≤x≤0.3)体系的结构和输运行为.结果表明，实验样品具有很好的单相结构，随Y掺杂浓度的增加，金属—绝缘体（M—I）转变温度T-MI向低温区移动，对应的峰值电阻率ρp升高，对x=0.3样品，较未替代样品（x=0.0）增幅达8个数量级.在外加磁场下，材料表现出很强的磁电阻效应.同时，从实验结果出发，直接给出了输运特性与晶体结构之间的关联，并从双交换模型和可变程跃迁理论出发，对实验结果进行了初步讨论. 关键词： La2/3Ca1/3MnO3锰氧化物 Y替代 晶体结构 输运行为     

稀土元素Ce/Eu共掺杂对Bi-2201相微结构和超导电性的影响

我们采用传统固相反应法成功制备了系列多晶样品Bi_(1.6)Pb_(0.4)Sr_(2-x)(Ce_(1-y)Eu_y)_xCuO_z(x=0.1,0.2;0≤y≤1),并且用XRD和电阻率分别对其晶体结构和输运性质进行了研究.XRD结果表明,当Ce/Eu共掺杂量x=0.1时,样品成单相,当x=0.2时,会有杂相出现;随着Eu掺杂量的增加及相应Ce掺杂量的减少,样品的晶胞参数a,b稍有增大,晶胞参数c则显著增大;电阻率测量表明,随着Eu掺杂量的增加,样品的超导转变温度Tocnset可以提高到21K,Ce掺杂对超导电性有一定的抑制作用,而Eu掺杂却能够改善超导电性,其中Tconset随Ce/Eu掺杂量的变化可以用电荷转移模型进行合理解释.     

Pr_(0.75)Na_(0.25)Mn_(1-x)Fe_xO_3的制备及磁学和输运性质研究

采用溶胶凝胶法通过较低温度、较短的烧结时间制备了单相的多晶钙钛矿Pr0.75Na0.25Mn1-xFexO3(0≤x≤0.3),避免了Na元素的挥发及锰氧化物的析出,使Pr1-xNaxMnO3中Na的最大掺入量由文献报道的0.19提高到0.25,样品单相性得到大幅度提高.系列样品的磁化强度、电阻率随温度的变化关系表明2%的Fe掺杂便能大大减弱低温电荷有序;在x≤0.05时系列样品磁化强度随Fe含量的增加而增加,电阻率随Fe含量的增加而下降,然后二者随Fe含量进一步增加均朝相反的趋势变化.用几何效应(Fe3+的几何尺寸大小)和电子结构的影响两个方面的竞争解释这种现象.     

用XRD和ACS测量研究Y_(1-x)Eu_xBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体的应力钉扎机制

利用X射线衍射 (XRD)和交流磁化率 (ACχ)方法系统地研究了Y1-xEuxBa2 Cu3O7-δ(x=0 .0～ 1.0 )超导体 ,研究发现Eu掺杂替代了Y晶位后引起了晶格失配 .这种晶格失配与电流密度有密切的联系 .对于不同掺杂成分样品 ,X射线衍射线形分析表明 ( 0 0 6)及 ( 0 0 7)衍射峰型随掺杂量变化 ,掺杂浓度在 30 %和 70 %附近时 ,半高宽 (FWHM)出现极大值 ,表明此时样品的晶格失配最大 .与此相对应 ,电流密度Js 也在此掺杂浓度范围内达到极大值 .我们在晶格失配应力场的钉扎模型下对实验现象进行了讨论 ,认为Y1-xEuxBa2 Cu3O7-δ超导体中由元素替代引起的晶格失配应力场是有效的钉扎中心 .     

非晶态Fe_(87-x)Si_xB_(13)合金的磁化强度、电阻与温度的关系

本文研究了非晶态Fe_(87-x)Si_xB_(13)(x=0,9.6,14.5)合金的饱和磁化强度、电阻率与温度的关系。得到样品的居里温度T_C和晶化温度T_(cr)随Si含量的增加而明显提高。低温下的热磁关系符合布洛赫的T~(3/2)定律,计算出自旋波劲度系数D从x=0时的62meV·A~2增加到x=14.5时的111meV·A~2。从D值和Handrich理论分别推算出表示交换积分涨落的δ=<△J>~(1/2)/值相近。三个样品在低温区都出现电阻率的极小值,电阻率极小值的温度T_(min)从x=0时的10.5K增加到x=14.5时的24.6K。在T_(min)≤T≤130K和室温附近,电阻率分别与T~2和T成线性关系。用推广的Ziman理论讨论样品的电阻率与温度的关系。     

Ca掺杂对YBa2Cu3O7-δ超导块材性能影响的研究

用固相反应法制备了掺杂 Ca和不掺杂 Ca的 Y1 - x Cax Ba2 Cu3O7-δ超导块材。主要研究了 Ca掺杂对 Y1 - xCax Ba2 Cu3O7-δ(x≤ 0 .3)超导体性能的影响 ,采用标准四引线法测量了样品的 R - T和 I - V曲线。实验结果表明 :在YBCO超导体中掺杂适量的 Ca后临界温度 TC有所下降 ,样品的临界电流 IC有所增加 ,弱磁场下的 IC- H曲线下降幅度很平稳 ,这表明适量的 Ca掺杂有利于改善 YBCO超导体的临界电流性能     

Pr替代YPBCO超导单晶的峰效应研究

采用TSSG法在1 atm氧气氛下生长出Y1-xPrxBa2Cu3O7(x=0.07215)超导单晶样品;测量了该单晶样品在不同温度下的磁特性;根据Bean临界态模型,计算出不同温度下的临界电流密度Jc对磁场H的依赖关系;在对该样品的直流磁化研究中观测到了峰效应。随着温度的降低,样品的临界电流密度明显增加。     

MGxB2起始成分对不可逆场和临界电流密度的影响

我们用固相反应法成功合成了MgxB2(0.5≤x≤1.3)系列样品,并对其结构,临界电流密度(Jc)和不可逆场(Hirr)进行了研究.实验结果表明,随着x增大晶格常数a逐渐增大,而晶格常数c在x=0.9左右达到最大值.所有x>0.5的样品在零场下的Jc值都在106A/cm2左右.然而在高磁场下,Mg缺位的样品的Jc值要比Mg富足的样品的Jc值大.20K时,Mg0.8B2样品的不可逆场达到最大值5.2T,比MgB2样品要高出0.8T.研究表明,高磁场下Hirr和Jc的增大可能与MgB4纳米粒子的形成有关.     

(Ca_(1-x)Ba_x)_2SiO_4∶Eu荧光粉相变和光谱调控

采用高温固相法在1 170℃还原气氛下保温3.5 h制备了(Ca_(1-x)Ba_x)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu(x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0)系列新型荧光粉,并研究了其基体晶相、 Eu离子价态、光谱性能。随着x值增大,粉末物相组成发生如下改变:γ-Ca_2SiO_4(x=0)→T相和γ-Ca_2SiO_4混合物(0≤x0.7)→T相(0.7≤x0.9)→Ba_2SiO_4相(x≥0.9),即(Ca_(1-x)Ba_x)_2SiO_4粉末只在富Ba端形成有限置换型固溶体,即T相和Ba_2SiO_4相粉末。点阵参数精确分析表明:随着Ba离子增加, T相荧光粉(0.7≤x0.9)处于M1, M2, M5点位碱土离子配位数增大进而晶格参数增大较为明显,而Ba_2SiO_4相荧光粉(x≥0.9)中碱土离子配位数无变化晶格参数变化也较小; Eu离子以取代碱土离子方式进入晶格,对晶格影响较小。T相和Ba_2SiO_4相荧光粉XPS全谱分析结果类似,均出现Ba(3p_(3/2)), Ba(3d_(3/2)), Ba(3d_(5/2)), O(1s), Eu(4d), Si(2p_(3/2))电子结合特征峰;其O(1s)核心电子结合能精细谱也类似,有2个光电子峰组成,分别对应晶格氧、间隙氧缺陷(Eu~(3+)取代+2碱土离子造成);进一步Eu(4d)高分辨XPS分析表明,随着x值增大, T相粉末Eu~(2+)/Eu~(3+)比值增大(Eu离子形成+2可能性增大),而Ba_2SiO_4相粉末Eu~(2+)/Eu~(3+)比值变化不明显。在254和365 nm紫外激发下Ca_(1.95)SiO_4∶0.05Eu(γ-Ca_2SiO_4相荧光粉)可用作红色荧光粉,而(Ca_(1-x)Ba_x)_(1.95)SiO_4∶0.05Eu(x≥0.7,即T相(其绿光宽谱发射峰中心在455 nm附近)或Ba_2SiO_4相荧光粉(其绿光宽谱发射峰中心在510 nm附近))可用作绿色荧光粉; T相荧光粉绿光发射比Ba_2SiO_4相荧光粉绿光发射对应波长更短;随着x值增加T相和Ba_2SiO_4相荧光粉发射光谱发生蓝移(即T相粉末中(Ca_(0.3)Ba_(0.7))_(1.95)SiO_4∶0.05Eu绿光发射波长最长, Ba_2SiO_4相粉末中(Ca_(0.1)Ba_(0.9))_(1.95)SiO_4∶0.05Eu绿光发射波长最长);随着x值增加, T相荧光粉亮度提高,而Ba_2SiO_4相荧光粉亮度降低,即(Ca_(0.1)Ba_(0.9))_(1.95)SiO_4∶0.05Eu粉末的绿色荧光最亮(荧光寿命571.8 ns、量子效率55%)。由绿色荧光粉(x≥0.7)精细发射光谱可知:x值会影响Ba_2SiO_4相Eu~(2+)占位倾向,x值越大Eu~(2+)在Ba_2SiO_4相荧光粉中进入高配位点几率越小(x值小, Ca离子占据9配位点位,有促进Eu离子倾向进入10配位作用),但在T相中的x值作用则不明显。由此可见:改变固溶度(即控制x值),可实现该系列荧光粉物相组成、晶格参数、离子价态、荧光颜色及亮度的调控。     

BaF_2-InF_3系统中各个相的离子电导研究

在BaF_2-InF_3系统中存在一个萤石型固溶体Ba_(1-x)In_xF_(2+x)(0相似文献   

YBa2-xPrxCu3O7-δ体系中的Pr替代效应

报道了YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)(0≤x≤0.15)体系的超导电性和正常态输运性质的测量。实验结果表明随着Pr在Ba晶位替代量的增加,超导转变临界温度T_c和由Hall系数推算的荷电载流子浓度P_H均单调下降。通过与Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)和Nd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)体系的比较研究,作者发现上述三个体系的T_c变化均与载流子浓度的变化相关联。作者进而提出,在YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中Pr的空穴填充效应 关键词：     

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.     

BaO掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响(二)

为了有效地抑制Gd BCO超导块材在生长过程中出现的Gd/Ba替换现象,在前期工作的基础上,本文采用顶部籽晶熔渗生长工艺,通过在固相先驱粉中添加不同含量的Ba O粒子成功地制备出了一系列高性能的单畴Gd BCO超导块材,并且对样品的微观形貌以及临界电流密度进行了研究和分析.结果表明,随着BaO掺杂量的增加,样品中的Gd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)固溶体(Gd123ss)相呈现出减少的趋势,并生成了纳米量级的Gd123ss,这对GdBCO超导样品中存在的Gd/Ba替换起到了很好的抑制作用,使得样品中的GdBa_2Cu_3O_(7-δ)(Gd123)超导相有所增加;同时当样品中BaO的添加量在2 wt%—4 wt%之间时,样品的临界电流密度在一定程度上得到了有效提高.     

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。     

BaBi1-xPbxO3体系的物理性质研究

采用固态反应法制备了一系列BaBi1-xPbxO3(x: 0～1)多晶并测定了其晶体结构和相应的物理性质.粉末法测得的X射线衍射所得的晶体结构与粉末中子衍射结果[1～2]一致,晶体经历了从单斜晶系(0≤x<0.1)、到正交晶系(0.1≤x< 0.65)、再到四方晶系(0.65≤x< 0.9)、最后到正交晶系(0.9≤x≤1.0)的转变.发现随着四价阳离子铅对铋的掺杂替代导致晶胞参数在半导体区域减小,而在超导区域振动变化,这归结于Bi3 和Bi5 被Pb4 的取代和呼吸模型Bi(Bb)O6的作用,从而证明了Bi两种价态的存在.电阻率的测量结果表明样品的电性与晶体结构和生长环境紧密相关,但氧缺陷不是主要因素.最佳掺杂区在x= 0.75,其超导临界温度约为9K.掺杂区0≤x≤0.3的样品既可用本征半导体解释,也可用3D变程跃迁解释.在半导体区用3D变程跳跃解释时,lnρ～T-1/4的斜率连续减小,说明掺杂改变了态密度或定域化长度.样品的金属-半导体转变可用交叠能带解释.拉曼光谱的测量结果表明改变入射激光的频率并不影响各拉曼峰的强度.随Pb的掺杂,BiO6八面体的呼吸模数逐渐减少,同时晶体的无序程度增强.超导温度与Bi(Bb)O6模的形变势的强弱无关,但受其频移的影响.     

Na0.75Co1-xRuxO2体系中的金属-绝缘体相变

在采用固相反应法成功制备单相Na0.75Co1-xRuxO2(0≤x≤0.5)样品的基础上,对其结构、输运性质和磁性质进行了系统研究.结果表明, x≤0.5的样品仍保持单相,样品的晶格参数随着Ru替代浓度x值的增加逐渐增大,说明在该体系中,Ru能均匀地替代Co.对于x=0的样品,在整个测量温区内,其电阻率-温度关系呈现典型的金属行为; x=0.01样品在T=37K附近发生了金属-绝缘体相变;而x≥0.02的所有样品,整个测量温区内均为半导体.与x=0样品相比较,x=0.1样品在30K时的电阻率增大了5个数量级.我们认为该体系在x=0.01附近发生的金属-绝缘体(MI)相变,起源于CoO2层的无序导致的电子的Anderson局域化.对于所有样品,在2K以上均没有观测到长程磁有序,其磁化率在100 K以上均满足居里-外斯定律,同时对该体系的磁化率结果进行了详细讨论.     

(Nd1－xErx)3Fe25Cr4.0(0≤x≤1.0) 化合物的结构与磁性

合成了(Nd1-xErx)3Fe25Cr4.0(0≤x≤1.0)系列化合物并采用x射线衍射和磁测量等手段研究了它们的结构和磁性.发现当0≤x≤0.8时化合物保持Nd3(Fe,Ti)29型结构,属于单斜晶系,A2/m空间群,当0.8＜x≤1.0时,化合物形成一种哑铃对Fe-Fe无序替代Th2Ni17结构,P63/mmc空间群.随着Er含量的增加,化合物的居里温度TC和饱和磁化强度Ms单调下降.当x=0时,Nd3Fe25Cr4.0化合物的易磁化方向非常靠近[040]方向,仅略微偏离15结构的基面,但随Er含量的增加,(Nd1-xErx)3Fe25Cr4.0化合物的易磁化方向从靠近[040]方向转向靠近[4 0 2]方向,同时与15结构的基面所成的倾角也增大.通过测量交流磁化率发现,x=0-0.4和x=1.0的化合物在低温下出现自旋重取向.在x=0-0.4的化合物中,自旋重取向温度Tm随Er含量增加单调升高.用高达13T的磁场测量难磁化方向的磁化曲线发现,在0≤x≤0.8的化合物中发生了一级磁化过程(FOMP),其临界场Bcr随Er含量的增加而降低.