Sc-Y-Ba-Cu-O高温超导材料的电子结构——Sc替代Y晶位

本文用第一性原理解 Schr(?)dinger 方程的 recursion 方法在紧束缚近似下计算了YBa_2Cu_3O_7和 Y_(0.5)Sc_(0.5)Ba_2Cu_3O_7晶体的局域电子态密度.考虑到 Cu 晶位的晶场分裂和采用了修正过的参量后,YBa_2Cu_3O_7的计算结果比原来有改进.Sc 散代 Y 晶位对电子结构的影响不大.如果不考虑 Sc 替代时对氧缺位的影响,Sc 替代本身并不直接导致 Cu 的价数的明显变化.     

YBa_2(Cu_(1-x)Ni_x)_3O_(7-y)中Ni替代少量Cu对电子结构及超导电性的影响

本文用Recursion方法计算了YBa_2Cu_3O_7及Ni替代其中Cu(2)晶位后的电子结构态密度,认为Ni替代后使得CuO_2面上空穴载流子浓度增加,这是破坏高温超导电性的重要原因之一。     

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：     

YBa_2Cu_3O(7-δ)/势垒层/YBa_2Cu_3O_(7-δ)三层结构的制备

本文采用射频磁控溅射法分别以 CeBa_2Cu_3O_(7-δ)和 MgO 为势垒层,原位制备出 YBa_2Cu_3.O_(7-δ)/CeBa_2Cu_3O_(7-δ)/YBa_2Cu_3O_(7-δ)和 YBa_2Cu_3O_(7-δ)/MgO/YBa_2Cu_3O_(7-δ)三层结构.文中给出了一些初步的实验结果,它们表明:在 YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜与势垒层之间有较严重的互扩散.     

YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-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的空穴填充效应导致可迁移空穴浓度下降,从而压制T_c;而在Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中载流子浓度的下降则是主要来源于Pr替代对空穴的局域作用,T_c同样被压制。Pr的拆对效应不明显。     

YBa2Cu3O7-δ超导厚膜在35GHz频率的毫米波表面电阻

银为隔离层、工作频率为35GHz和模式为TE_(011)的铜谐振腔研究YBa_2Cu_3O_(7_δ)超导厚膜的毫米波表面电阻。应用电泳技术在银衬底上沉积YBa_2Cu_3O_(7_δ)厚膜,经机械加工和精细的表面抛光后作为圆柱型腔的两端面。测量两瑞面为YBa_2Cu_3O_(7_δ)厚膜的腔和铜腔的Q值,计算得到35GHz,77K温度下YBa_2Cu_3O_(7_δ)导厚膜的表面电阻R_5为21.88mΩ,低于同样条件下纯铜的值。YBa_2Cu_3O_(7_δ)从正常态经过T_c进入超导态,穿透深度的变 关键词：     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体中^(63)Cu的NQR谱线的指认及和氧含量的关系的研究

测试了 YBa_2Cu_3O_(7-δ)中^(63)Cu 的 NQR 谱,通过对实验结果的综合分析,对谱线与铜的不同晶位的对应关系作了指认.^(63)Cu 的 NQR 谱的谱形和强度与δ密切相关,在反映氧含量的变化上比 X 射线粉末衍射谱更灵敏.利用 Al 和 Co 对铜位作选择性替代的样品研究了NQR 谱的变化.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体中~(63)Cu的NQR谱线的指认及和氧含量的关系的研究

测试了 YBa_2Cu_3O_(7-δ)中~(63)Cu 的 NQR 谱,通过对实验结果的综合分析,对谱线与铜的不同晶位的对应关系作了指认.~(63)Cu 的 NQR 谱的谱形和强度与δ密切相关,在反映氧含量的变化上比 X 射线粉末衍射谱更灵敏.利用 Al 和 Co 对铜位作选择性替代的样品研究了NQR 谱的变化.     

YBa2Cu3O7—δ体系CuO2平面外的元素替代效应

制备了123单相的 Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-ε),YBa_(2-x)M_xCu_3O_(7-ε)(M=Sr,Ca)和 YBa_2Cu_(3-x)Co_xO_(7-δ)的系列样品,并测量了 T_c 及载流子浓度 nH.综和其他实验结果如 XAFS、中子衍射、XPS 和 Raman 谱等,总结得到:CuO_2平面外的元素替代使得晶格中 O(4)原子偏离其在 YBa_2Cu_3O_7中的最佳位置,导致部分空穴局域于 Ba 位或 CuO 链,因而降低体系中可动空穴的浓度.在这种情况下体系 T_c 的压制主要源自可动空穴浓度 PH 的减少.对加压情况下的退局域化作用作了讨论.     

高Tc氧化物超导体的电子结构

本文综述了高Tc氧化物超导体(La_2CuO_4及YBa_2Cu_3O_(7-8)的(计算)电子结构。本文基于Freeman教授研究组的工作。 (1) 体心四方结构的La_2CuO_4能带结构计算结果表明:La_2CuO_4的电子结构由在正方形Cu-O平面内的Cu3d-O2p相瓦作用所控制。存在一个沿[110]方向|q|=2k_F(强的)迭套的Fermi表面,它导致了电子驱动的结构失稳,以及在电子状态密度上的VanHove对数奇性。此种Fermi面的迭套被认为是引起了(Peierls 2k_F)失稳性,从而解释了La_(2-x)M_xCuO_4由四方结构到正交结构的相变。 (2) 如同在La_(2-x)M_xCuO_4中的情况一样,具正交结构的YBa_2Cu_3O_(7-8)的电子结构由Cu-O间的相互作用所支配;同时存在着二维及一维的Cu3d-O2p相互作用为YBa_2Cu_3O_(7-8)电子结构的特征。YBa2Cu_3O_(7-8)在E_F处的状态密度值低于La_(2-x)M_xCuO_4的相应值,在YBa_2Cu_3O_(7-8)中的Y或Ba原子作用如同一电子的施主。     

高Tc氧化物超导体的电子结构

本文综述了高Tc氧化物超导体(La_2CuO_4及YBa_2Cu_3O_(7-8)的(计算)电子结构。本文基于Freeman教授研究组的工作。 (1) 体心四方结构的La_2CuO_4能带结构计算结果表明:La_2CuO_4的电子结构由在正方形Cu-O平面内的Cu3d-O2p相瓦作用所控制。存在一个沿[110]方向|q|=2k_F(强的)迭套的Fermi表面,它导致了电子驱动的结构失稳,以及在电子状态密度上的VanHove对数奇性。此种Fermi面的迭套被认为是引起了(Peierls 2k_F)失稳性,从而解释了La_(2-x)M_xCuO_4由四方结构到正交结构的相变。 (2) 如同在La_(2-x)M_xCuO_4中的情况一样,具正交结构的YBa_2Cu_3O_(7-8)的电子结构由Cu-O间的相互作用所支配;同时存在着二维及一维的Cu3d-O2p相互作用为YBa_2Cu_3O_(7-8)电子结构的特征。YBa2Cu_3O_(7-8)在E_F处的状态密度值低于La_(2-x)M_xCuO_4的相应值,在YBa_2Cu_3O_(7-8)中的Y或Ba原子作用如同一电子的施主。     

YBa_2Cu_3O_7中Cu、O离子价态的研究

采用不同的原子集团模型研究了 YBa_2Cu_3O_7高 Tc 超导材料中 Cu、O 离子的价态,用局域密度泛函理论自洽求解单电子方程得到系统的电子结构及离子价态.详细讨论了原子集团周围环境离子的电子分布对原子团内 Cu、O 离子价态的影响.结果表明,Cu 离子均为+2价,空穴分布在氧上,这与实验结果一致.在四种氧位中,空穴主要分布在 Ba-O 层内的O(4)上,空穴的分布易受原子团周围离子的电子分布变化的影响.     

具有孪晶结构并计及涨落效应的高Tc超导体的比热

用临界区涨落效应及有孪晶结构推广的 GL 理论,获得了具有孪晶结构高 T_c 超导体的比热方程式,将其应用到具有孪晶结构的 YBa_2Cu_3O_(7-x)样品上,其结果与实验结果相符.     

YBa_2(Cu_(0.95)M_(0.05))_3O_(7-δ)的代换效应及其中子衍射研究

X射线衍射实验表明YBa_2(Cu_(0.95)M_(0.05))_3O_(7-δ)(M=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)均为单相结构。Fe,Co,Ni和Zn对Cu的替代使超导临界温度T_c显著下降,而同样含量的Ti,V,Cr,Mn对Cu的替代并未对超导性能产生显著影响。并利用中子衍射分析了Ti,Mn,Fe和Co对Cu原子的取代,发现代换原子对Cu的两个晶位各自存在不同的择优占据,从而为分析不同晶位Cu在超导机制中的作用提供了依据。同时,本文研究了YBa_2·(Cu_(0.95)M_(0.05))_3O_(7-δ)的磁性,讨论了用3d金属离子代换Cu离子时对磁性的影响,以及磁性与超导性能之间的联系。     

激光淀积YBa2Cu3O7外延超导薄膜

利用准分子脉冲激光成功地在(100)SrTiO_3与(100)Y-ZrO_2衬底上淀积了 YBa_2Cu_3O_7超导薄膜,T_c(R=0)>90K,J_c(T<82K)>1×10~6A/cm~2.研究了衬底温度对外延YBa_2Cu_3O_7薄膜超导性能及结构的影响.     

氧在yBa2Cu3O6向yBa2Cu3O7转变中的活度

本文在作者的 YBa_2Cu_3O_6+(1/2)O_2(?)YBa_2Cu_3O_7可逆转变模型的基础上,提出了氧在如上反应过程中的活度概念,并讨论了可逆转变反应的标准自由焓和活度系数.     

氧缺位对单相YBa_2Cu_3O_(7-x)热电势率的影响

研究了氧缺位对单相YBa_2Cu_3O_(7-x)体系超导电性及热电势率的影响。结果表明,超导转变温度随氧缺位的增加而下降,热电势率随氧缺位的增加而增大。由实验结果推断,单相YBa_2Cu_3O_(7-x)的多数载流子为空穴。存在较大的声子曳引热电势表明。在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体中存在较强的电-声子相互作用。     

YBa2Cu3O7—x薄膜的I—V特性和K—T相变

测量了零磁场下 YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的 I-V 特性和ρ-T 关系.发现在小电流下,I-V特性表现为幂函数关系 V(?),α(T)和ρ(T)随温度的变化符合 K-T 相变理论,从而显示了 YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的准二维性质.同时还对大电流下 I-V 特性偏离幂函数关系的行为进行了讨论.     

Zn局域替代YBa2Cu3O7中的Cu引起的电子结构变化

本文用Recursion方法研究Zn局域替代Ba₂Cu₃O₇中的Cu(2)引起的电子结构变化。研究表明,Zn的替代对替代晶位及其近邻的电子结构性质有重要影响。这些性质包括分波态密度、成键态的类别和强弱、晶位上原子的原子价等。计算结果的分析指出,Zn替代将导致电荷发生迁移,使CuO₂层层内的空穴减少。我们认为,电荷分布发生的这种变化是Zn低浓度替代时YBa₂Cu₃O_{7 关键词：}     

YBa2Cu3O7-δ超导体氧缺陷的正电子寿命谱

系统研究了不同氧缺陷的YBa_2Cu_3O_(7-δ)(δ=0.06—0.68)超导体正常态(300K)和超导态(77K)下的正电子寿命谱,利用两态捕获模型对实验结果进行了分析,计算了相应的局域电子密度n_c和空位浓度C_v随氧缺陷δ的变化,给出了氧缺陷YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系的正电子湮没特征,讨论了相应的正电子湮没机制以及与超导电性之间的关联。 关键词：