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。     

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.     

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.     

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.     

Ba_xWO_3的微波合成、晶体结构和超导电性研究

以分析纯的BaCO3、WO3以及W粉为原料,通过混合微波方法合成了钡物青铜BaxWO3(0.14≤x≤0.25).样品的晶体结构为正交和四方两相共存,随着x的增加正交相的衍射峰逐渐减弱,而四方相的衍射峰呈现出增强的趋势.当x从0.14增加到0.25时,电阻率ρ下降了约两个数量级,且在x=0.2附近发生了从半导体到金属的转变.交流磁化率测量显示Ba0.21WO3在Tc=2.4K时发生了超导转变.     

ZnNb2-xTaxO6（x=0～2.0）材料电子结构与光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一性原理方法,理论研究了不同计量Ta掺入ZnNb2O6材料的光电特性。通过对ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)材料键结构和态密度的计算,并结合带间电子跃迁分析了材料的介电函数、折射率、反射率以及吸收系数。计算结果显示:(1)ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)为间接半导体,带隙随着Ta原子的掺入呈下降趋势(x=0,Eg=3.51eV;x=2,Eg=2.916eV),随着Ta掺入量的增加导带顶逐渐移向费米面。态密度主要由O2p、Zn3d、Nb4d、Ta5d轨道组成;(2)ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)价电子态呈现为非对称,具有很强的局域性,对材料整体的电子结构和键特性有重要的影响;(3)介电函数的计算表明,ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)材料各向异性,最大吸收峰在3.02×105cm-1附近,消光系数在带边表现出较强的吸收特性,进一步以带结构和态密度为出发点,探讨了电子带间跃迁的光电机理。该结果为研制高性能光电器件用新型功能材料提供了理论依据。     

5d电子掺杂的SmFe_(1-x)Ir_xAsO铁基超导体的合成及物性

通过在SmFeAsO中Fe位上掺入5d过渡金属Ir,得到了一种新的铁基超导体SmFe1-xIrxAsO,当x=0.05时,样品表现出超导电性,超导转变温度为8K,当x=0.15时,超导转变温度达到最大值17.3K.X射线衍射结果表明所有样品均属四方ZrCuSiAs-type结构,SEM结果表明SmFe1-xIrxAsO样品具有片层状形貌特征.随着Ir掺杂量的增大,晶格参数a增大而c减小,结合EDX数据,表明Ir掺入了SmFeAsO晶格当中.     

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100K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．     

YBa2—xSrxCu3O7—δ的中子衍射研究

制备了 YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_(7-δ)(x=0.00,0.299)样品,测量了其超导转变温度 T_c,用 Sr 代替部分 Ba 之后,T_c 值下降了.用中子衍射方法测定了其晶体结构,得到了氧的欠缺值δ.从本实验的情况对 T_c 值下降的原因进行了初步的讨论.     

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.