Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的氧离子缺位数,氧空穴数变化与结构相变的关系

在空气、氮气、真空(10~(-3)乇)、氧气等气氛条件下,利用高温 X 射线动态跟踪法和 TG-DTA测定了 Y_1Ba_4Cu_3O_(7-δ)的结构和氧缺位量随温度的变化,注意到不同气氛对超导体中晶格氧和吸附氧的动态平衡的影响;测得氧缺位量δ与晶体结构转变之间的关系.根据文献[11]关于Cu-O 间电子转移的结论,计算出 Cu-O_2层中 O 的平均空穴数 n_h 与结构变化的对应关系.O≤δ≤0.25,0.25≥n_h≥0.125为正交超导相的稳定区,氧的空穴浓度为(1.44—0.72)x10~(21)/cm~30.25≤δ<0.5,0.125≥n_k>0为正交、四方相的转变过渡区;0.5≤δ≤1,n_h=0为四方非超导相的稳定区.因此,除了四方非超导结构区氧负离子取2价外,其它情况氧负离子也不总是取负2价.     

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.     

YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_z体系的Co,Zn共同掺杂效应

本文报道通过对YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_x(0≤x,y≤0.1)体系晶体结构、氧含量、正常态电阻-温度关系、Hall效应以及超导临界温度等的综合测量,发现随着Co和Zn含量的增加,体系经历了从正交结构的超导金属向四方结构的非超导半导体的转变,超导临界温度T_c和载流子浓度n_h均迅速下降,Co和Zn的同时掺杂效应不是两者分别掺杂效应的简单叠加,而是存在着强烈的相关性。实验结果表明,Cu-O链与Cu-O平面之间的相互耦合对体系的电子输运性质和超导电性有着重大影响。还对载流子特性以及T_c与n_h之间的关系作了初步探讨。     

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.     

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.     

钙和铈二元掺杂对钇钡铜氧超导体性能的影响

本文用固相反应法制备了Y1-xCax(Ba1-xCex)2Cu3O7-δ(x=0～0.1)一系列样品.利用X射线衍射法(XRD)对其粉体的物相进行了表征,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.采用标准四端引线法系统的测量了样品的超导电性,发现随着掺杂量的增加,样品的超导转变温度呈逐渐降低的趋势.并对实验结果进行了详细的理论分析.     

锶掺杂钡位对YBCO晶体结构和超导电性的影响

利用XRD对系列样品YBa2-xSrxCu3O7-δ的(x=0~0.2)晶体结构进行研究,给出了体系相结构的掺杂效应,结果发现,随着掺杂量的增加,样品的晶体结构由正交相向四方相转变.同时采用四引线法对掺杂样品YBa2-xSrxCu3O7-δ的超导电性能进行了系统测量,发现随着锶掺杂量的增加,样品的超导转变温度总体呈明显降低趋势,并初步分析了钡位锶掺杂所引起的晶体结构变化对超导电性的影响.     

Ca掺杂对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.05≤x≤0.20)薄膜超导电性的影响

本文利用脉冲激光沉积法在(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7(LSAT)的(001)面上外延生长了系列Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.05≤x≤0.20)超导薄膜.充分退火后的样品均为富氧材料,其X射线衍射(XRD)数据显示样品具有良好(001)取向,随着掺杂量x的增大,样品有由正交相变为四方相的趋势.低场下M～T测量数据显示超导态时样品具有抗磁性,随着Ca含量的增加超导转变温度(Tc)降低,当x=0.2时,仅有46K.当外加磁场达到10kOe时,磁化发生反转出现正值,表现为顺磁迈斯纳效应.     

后处理工艺及氧含量对n型氧化物超导体Nd_(1.85)Ce_(0.15)CuO_(4+δ)超导转变的影响

本文着重研究了 N_2气氛中不同温区退火及降温过程对 n 型氧化物超导体 Nd_(1.85) Cc_(0.15)·CuO_(4+δ)超导转变的影响,在样品的低温电阻测试中发现了一系列电阻降落台阶,表明 Nd_(1.85)·Cc_(0.15)CuO_(4+δ)除了目前已知的起始温度为25K 的超导转变之外,还可能存在其它的超导转变.热重实验表明,Nd_(1.85)Cc_(0.15)CuO(4+δ)在后处理过程中有几种不同的失氧过程,它们对样品超导转变的作用明显不同.X-射线衍射结果表明,具有不同电阻转变特性的样品,其结构无明显差别.SEM,EDAX 和 TEM 实验结果表明在 Ce 均匀掺杂的样品中形成不同超导转变的主要原因是 T'相晶格中氧含量及其有序化程度的差异.     

YBa2Cu3-xFexOy的离子配位与结构转变

本文用穆斯堡尔效应、X射线衍射等手段,系统研究了掺铁的YBa₂Cu_3-xFe_xO_y(0.01≤x≤0.2)超导氧化物经过不同温度真空退火后超导转变温度T_c、相结构、氧含量与氧配位之间的关系,结果表明,铁主要占Cu(1)位,铁含量的增加和高温真空退火都引起正交相向四方相转变,T_c逐渐减小至零,但这两种转变过程的铁的配位结构和氧含量却不相同,对前者,相变是与出现相当数量的六配位F 关键词：     

La_2Cu_(1-x)V_xO_(4+δ)(0≤x≤0.08)的晶体结构及电输运性质

本文研究了La2Cu1-xVxOv+δ(0≤x≤0.08)的结构及电输运性质.用Rietveld方法对所有样品的X射线衍射谱进行了拟合.结果表明,全部样品都具有正交对称性,晶胞参数随掺杂量的增加几乎没有变化.随着V掺杂量增加到0.08,而La2Cu1-xVxO4+δ中过量氧的平均值从0.006增加到0.007.没有掺杂的样品由于氧过量而存在相分离状态,体系中存在超导相与绝缘相的竞争相互作用.随着V掺杂量增加,超导相受到破坏,我们认为,V掺杂对超导电性抑制的原因可能是载流子浓度的减少和载流子的局域化所致.     

钡位Mg掺杂对YBa2Cu3O7-δ晶体结构和超导电性的影响

利用XRD对系列样品YBa2-xMgxCu3O7-δ的晶体结构进行研究,给出了体系相结构的掺杂效应,结果发现,随着掺杂量的增加(x=0～0.2),样品的晶体结构由正交相向四方相转变.同时采用四引线法对掺杂样品YBa2-xMgxCu3O7-δ的超导电性能进行了系统测量,结果表明随着Mg掺杂量的增加超导转变温度总体呈明显降低趋势.初步分析了Ba位Mg掺杂所引起的晶体结构变化对超导电性的影响.该研究结果为高温超导机理的进一步研究提供了实验资料.     

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.     

La2CuO4+δ和La2-xSrxCuO4系统中的电子输运性质

 本文解释了La₂CuO_4+δ（0≤δ≤0.09）和La_2-xSr_xCuO₄（0≤x≤0.3）两种p型系统含铜稀土氧化物中的电阻和Seebeck系数与温度的依赖关系，在室温以上，一氧大气压下的La₂CuO_4+δ系统趋于失氧；在500 K以上，超导样品显示出失氧的一级相变，并且恢复到反铁磁相。在转变温度T₁≈300 K以下，对0<δ<0.05成份的样品，相分离成反铁磁相和超导相；而在T_cρ≈100 K的温度范围内，超导相进一步分离成富空穴和贫空穴畴。在0.04≤δ≤0.09范围内，T_c处的电阻陡降出现了台阶；我们认为，它反映了电子成对的起伏。在La_2-xSr_xCuO₄系统中，对于成分为01≈300 K以上，空穴的运动是弥散的，但是ΔH_m=0；而对于x≥0.22的样品，经历了从平滑到Fermi液态的转变。成份为0c1范围（其中空穴继续以弥散方式运动）是亚稳的，但是，在T_cρ≤150 K范围，出现了电荷起伏。当样品冷却通过T₁时，对于成份为0.15≤x≤0.2的样品，经历了由弥散到强质量增强巡游电子状态的转变；在T_c处，从均匀的修饰电子的正常态凝聚成超导的载流子对。在超导成份样品的正常态中，不寻常的电子-晶格相互作用，可以归结为在CuO₂面上从更离子性的到共价性的Cu:3d_x²-r²─O:P_σ键合的转变；通过这种转变，轨道杂化和Hubbard U参量随Cu─O键长和Cu原子上的外表局域氧化态都产生灵敏的变化。     

锶镁掺杂钡位对Y-123超导性能和晶体结构的影响比较

采用四引线法对掺杂样品YBa2-xMgxCu3O7-δ和YBa2-xSrxCu3O7-δ(x=0.0～0.2)的超导电性能进行了系统测量,发现随着镁和锶掺杂量的增加,样品的超导转变温度总体呈明显降低趋势.同时利用XRD对系列样品YBa2-xMgxCu3O7-δ和YBa2-xSrxCu3O7-δ的晶体结构进行研究,发现随着掺杂量的增加,样品的晶体结构由正交相向四方相转变.初步分析了钡位镁和锶掺杂所引起的晶体结构变化对超导电性的影响.该研究结果为高温超导机理的进一步研究提供了实验资料.     

Mn掺杂对La_(0.925)Pr_(0.925)Sr_(0.15)CuO_4磁性和超导电性的影响

La0.925Pr0.925Sr0.15Cu1-xMnxO4+y(LPSCMO)多晶样品采用传统的固相反应法制备.X射线衍射表明:LP-SCMO具有典型的空穴搀杂的T-214相的结构.磁化率测量显示:Mn掺杂在x≤0.05范围内具有超导转变;Tc随x的增大逐渐减小.对x≥0.10的样品,在低温区(大约10K)存在反铁磁转变,并且转变温度变化不大.对于x≥0.15的样品,在220K附近存在类似巨磁阻材料的铁磁性转变,并对其产生的机理进行了分析.     

钙钛矿型氧离子导体KNb1-xMgxO3-δ的制备和表征

在高温高压 ( 4 0GPa ,870℃ )下合成了具有正交钙钛矿结构的KNb1 -xMgxO3-δ(x =0 0— 0 3 )系列固体电解质 ,并系统地研究了Mg掺杂对其结构相变和导电性的影响 .变温拉曼谱和DTA测量结果表明 ,随着温度的升高 ,KNb1 -xMgxO3-δ发生了结构相变 ,由铁电正交、四方相转变为顺电立方相 .由于Mg掺杂削弱了B位离子对自发极化的贡献以及A位离子与BO6 八面体间的耦合作用导致了居里温度下降 .其中KNb0 85Mg0 1 5O2 775的居里点大约下降 40℃ ,为 3 92℃ .阻抗谱测量表明 ,所有样品都具有离子导电特征 ,但晶界效应较强 ,电导主要由晶界决定 .通过掺杂 ,提高了样品的电导率 ,其中KNb0 9Mg0 1 O2 85的氧离子电导率最高 ,70 0℃时达到 1.2× 10 - 3S cm .     

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     

Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物的固相反应合成和电学性能

用固相反应法制备了Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物陶瓷.通过XRD,SEM和交流复阻抗谱以及氧浓差电池方法研究了样品的物相结构、微观形貌、电学性能及输运机理.结果表明,在1650℃烧结时,可以制备出单相的具有四方钙钛矿结构的氧化物Sm0.9Sr0.1AlO3-δ;1650℃烧结16 h时的Sm0.9Sr0.1AlO3-δ样品具有最高的相对密度和电导率,其值分别为96.7%和1.3×10-2S/cm(900℃),比未掺杂的SmAlO3的电导率大4个数量级左右,高温区电导活化能(T＞670℃)小于低温区电导活化能(T＜670℃);Sm0.9Sr0.1AlO3-δ在空气气氛中是一个氧离子和电子空穴的混合导体,氧离子迁移数在0.7左右,并随温度升高逐渐增加,氧离子电导活化能(0.95 eV)大于空穴电导活化能(0.84 eV),900℃时氧离子电导率为9.65×10-3S/cm.     

KNb1-xTixO3-δ固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1-xTixO3-δ(x=0～0.4)系列固溶体,并使用X射线衍射、TG-DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征.XRD结果表明,随掺杂量的增加,晶胞体积减小;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变,x<0.15的样品为正交钙钛矿结构,而x≥0.15的样品几乎为纯四方相结构.Raman谱和DTA结果显示,Ti掺杂使四方相区宽化,并且随掺杂量的增加,相变温度逐渐下降.阻抗谱测量表明,所有样品均以离子导电为主,其中KNb0.85Ti0.15O2.925的氧离子导电率最高,在800 ℃时达到5.6×10-3 S*cm-1,在测量温度范围内,电导率可以拟合成两条直线,低温活化能小于高温活化能.