YBa2Cu3Oy中对Y位与Cu(Ⅰ)位取代导致的空穴浓度变化

本文研究Co对Cu(I)和Ca对Y作取代时,YBa₂Cu₃O_y系统中的空穴浓度、晶体结构和超导临界温度随掺杂量的变化关系及其起源。结果表明,上述取代对体系中的Cu-O平面上的空穴浓度P_sh都有重要影响,但其作用和方式是不同的。前一种取代主要是通过对空穴的复合和增强对空穴的局域化而使P_sh下降:后者则具有明显的退局域化作用,从而使得P_sh上升。当两种取代同时进行时,局域化作用不 关键词：     

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.     

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。     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中的离子价键特性与超导电性

基于中子散射实验结果,应用键价计算方法研究了Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(x=0,0.2,0.4,0.6)体系中离子的价键特性。对Cu(1),Cu(2)及Y(Pr)的键价和计算结果表明,Cu(2)的键价和与超导临界温度(T_c)之间存在着强烈的关朕。在氧含量基本保持不变的情况下,随Pr含量的增加,体系中电荷分布发生改变,Cu(1),Cu(2)的键价和下降,Y(Pr)的键价和上升,CuO_2面内的空穴部分地被局域于Pr-o键上。Pr对超导电性的淬灭,主要应归结为Pr对CuO_2面内空穴的局域化作用。     

基于XPS与XAS的稀磁半导体GaMnN电子结构研究

采用基于同步辐射技术的X射线光电子能谱(XPS)与X射线吸收谱(XAS)测试由金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备的不同Mn掺杂浓度的稀磁半导体GaMnN薄膜的电子结构,探究Mn掺杂浓度对磁性原子Mn周围的局域环境和电子态等方面的影响,并阐述材料铁磁性变化的机理. XPS和XAS图谱分析表明：Mn²⁺和Mn³⁺共存于薄膜样品内,样品D中Mn²⁺占比高达70%-80%,N空位随Mn掺杂浓度增加而增多且N空位能够使空穴浓度降低,导致Mn 3d和N 2p轨道间的相互交换作用减小,从而减弱体系铁磁性.此外,Mn不同的掺杂浓度会影响GaMnN薄膜p-d耦合杂化能力的强弱,当掺Mn 1.8%时具有较强的p-d耦合杂化能力.     

Sb掺杂引起Ru1222体系中的空穴局域化

本利用X射线衍射、电阻率测量等实验手段对Rul-xSbxSr2Gdl．4Ce0.6Cu2O10-δ（Ru1222)体系的结构和正常态性质进行了研究．结果表明，Sb掺杂明显抑制超导电性，这可能是由于Sb掺杂引起体系无序度增加，另一方面，Sb在Ru位的掺杂可加剧RuO6八面体的变形，从而使CuO2面的空穴载流子被磁捕获或磁散射的程度增加．Sb掺杂导致载流子被无序散射和磁捕获或磁散射，这些都会阻碍载流子的运动，使载流子局域化．样品在铁磁转变点温度以下的正常态电阻率可由可变程跃迁模型很好地描述．发现局域化长度随着掺杂而降低，这表明空穴局域化程度随着无序度的增加而提高．样品在铁磁转变点温度以上的正常态电阻率可由小极化子跃迁模型很好地描述．     

非晶态合金Fe80P20局域结构和性质的量子化学研究

利用原子簇模型Fe_4P简化了非晶态合金Fe_(80)P_(20)的局域结构,设计了四方锥、三角双锥、四面体及平面五边形等十几种构型,对其二、四重态分别进行密度泛函(DFT)优化计算,经过频率验证,获得五种稳定构型。从所得优化构型的键长和键级,可以发现原子簇Fe4P较好地反映了非晶态合金Fe_(80)P_(20)的局域结构。考察了各构型间的过渡转化情况,发现二重态构型的稳定性要好于四重态。分析各构型的能量、成键及电子转移情况,发现与P原子成键的Fe原子个数对这些性质影响较为明显。与P原子成键的Fe原子个数越多,体系的能量就越低,越容易存在；P原子的得电子能力随着与其成键Fe原子个数增多而减少,甚至会将失去自身电子转移到金属原子上。同时通过3d轨道布居数,讨论了原子簇的空穴数及磁学性质。     

Y1—xPrxBa2Cu3O7—y体系超导性的流动Opσ空穴局域机制

基于刘提出的新的超导机制及Ｙ１－ｘＰｒｘＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｙ体系流动ＯＰσ空穴局域机制，本第一次给出Ｔｃ对ｘ的理论曲线，和Ｔ－０Ｋ能隙对Ｔｃ依赖关系，结果表明流动ＯＰσ空穴局域机制比对破缺机制，空穴填充机制及空穴填充对破缺联合机制都好。     

氧含量对Fe掺杂YBCO体系中载流子局域化与离子团簇效应的影响

对YBa₂Cu_3-xFe_xO_y（x=00，01，02 ）和YBa₂Cu_2.8Fe_0.2O_y（y=705—653 ）系列样品的氧含量、霍尔系数和超导电性进 行了系统的研究.结果表明，氧含量的变化对样品中载流子的输运和转移及超导电性有重要 影响；适当增加氧含量可以减缓Cu(1)位元素替代对超导转变温度T_c的抑制；在 CuO₂面上参与输运的载流子（空穴）浓度是影响样品超导电性的关键因素.从电 荷转移模型出发 ，结合掺杂离子引起的载流子局域化和离子团簇效应，对载流子浓度随掺杂量和氧含量的变 化从微观结构方面进行了讨论.元素替代量的增加或者氧含量的降低（相同替代量的情况下 ）都将导致Cu-O链区的有效氧空位增多，导致替代元素的离子团簇效应和载流子局域化效应 趋于增强，这是引起参与输运的载流子浓度下降，进而导致T_c降低的主要原因. 关键词： 氧含量 霍尔系数 载流子局域化 离子团簇效应     

Anderson局域化不是铜氧化合物高温超导电性变化的原因

通过对高温超导体中的元素替代效应进行分析,指出无论是在 CuO_2平面的元素替代还是不在 CuO_2平面的元素替代都不能用无序引起的载流子局域化来解释超导电性的变化和正常态性质变化.认为对超导电性根本负责的是 CuO_2平面中一定浓度的 O_(2p)空穴与 Cu3d轨道未配对的 dx~2-y~2电子的某种结合状态.     

局域密度近似理论的适用范围及其理论证明

在电子密度中,可以假定存在一种能产生交换相关能的非局域空穴。通过该假定可将存在于局域密度理论中的电子自相互作用消除。由这种交换相关能所导出的非局域电子密度势具有两方面的作用:一方面会影响到由空穴产生的静电势;另一方面当空穴的大小和形状随其密度变化而引起能量变化时,它也会影响到描述这些变化的项。迄今为止,所有以往曾研究过此问题的国外学者都只考虑了前一方面的影响而忽略后一方面的作用。本文对包含这些项所引起的各种效应进行了全面而严格的检验,并采用了局域近似或完全忽略;若完全忽略会产生各种各样的无序波函数。本文证明对这些项可进行一般的局域估价,这种方法较之于精确处理要简便得多。 关键词：     

Y位元素对超导电性的作用

测定了 Y_(1-x)M_xBa_2Cu_3O_(7-y)(M=D_y,G_d,Pr;x=0—1)体系的晶体结构,R(T)关系,氧含量,晶格能以及含 Pr 体系的载流子浓度,研究了它们之间的关联.发现在这些体系中,T_c与晶格能之间有良好的对应关系,含 Pr 体系中存在强烈的电子态局域化效应.通过仔细分析,作者认为,Y 位元素不仅起维持123相结构的作用,而且能改变正负离子之间的耦合强度,从而影响体系的超导电性.     

空穴注入法掺杂对La_(2-x)Sr_xCu_(0.94)Ti_(0.06)O_4体系微结构的影响(英文)

本文首先在最佳掺杂的La1.85Sr0.15CuO4体系中用6%的Ti 4+取代Cu2+使其超导电性完全消失,然后用空穴注入法掺杂成功地合成了La2-xSrxCu0.94Ti0.06O4(0.15≤x≤0.39)系列多晶样品,并用X光衍射、红外透射光谱和拉曼光谱等实验手段对样品的结构、微结构以及样品中CuO6八面体的振动模进行了系统地研究.红外透射光谱和拉曼光谱测量研究结果表明,被注入的空穴将补偿那些围绕在杂质Ti周围的电子,这将导致Ti的有效价态降低并弱化CuO2面上的不对称性,使那些近邻杂质的被局域化的空穴重新变成巡游载流子,进而将重新开始对超导电性负责.     

Y_（1－x）Pr_xBa_2Cu_3O_（7－y）体系超导性的流动O_（Pσ）

基于刘提出的新的超导机制及Ｙ（１－ｘ）ＰｒｘＢａ２Ｃｕ３Ｏ（７－ｙ）体系流动Ｏ（ｐσ）空穴局域机制，本文第一次给出Ｔｃ对ｘ的理论曲线，和Ｔ＝ＯＫ能隙对Ｔｃ的比值的Ｔｃ依赖关系．结果表明流动Ｏ（ｐσ）空穴局域机制比对破缺机制，空穴填充机制及空穴填充对破缺联合机制都好．     

D_2~+强场解离的电子局域化随激光波长的非线性变化

研究了周期量级激光脉冲的波长变化对氘分子离子D_2~+强场解离过程中电子局域化的影响.通过求解波恩,奥本海默近似下关于核波包演化的双能级含时薛定谔方程,发现电子局域化的不对称性对激光波长有反常的依赖关系.电子局域程度随着波长的增加呈现增强的趋势,但在某些波长范围内电子局域化出现了显著的衰减.导致电子局域化程度被削弱的直接原因是在某些波长下不同振动态的电子局域化对脉冲载波包络相位的响应出现了反相抵消.分析表明,当波长发生变化时,决定电子局域化的核运动和电子运动在外场作用下出现不一致的运动响应,最终导致了电子局域化的非线性变化.     

(110)-GaAs量子阱中光生载流子对电子自旋弛豫的影响

我们实验研究了(110)-GaAs量子阱中光生载流子对电子自旋弛豫的影响。通过测量量子阱的荧光寿命和光学吸收计算,我们能得到不同泵浦光功率下的带间吸收所产生的空穴浓度;相对应地,通过双色磁光科尔旋转技术,我们测量了该GaAs量子阱中电子自旋的动力学过程。结合两者,我们得到了电子自旋弛豫速率与空穴浓度的关系。实验结果表明电子自旋弛豫速率与空穴浓度呈线性依赖关系,验证了BirAronov-Pikus机制主导该体系的电子自旋弛豫。     

二维有摩擦颗粒体系振动态密度与玻色峰的研究

利用颗粒离散元方法,研究了由2048个有摩擦的单分散圆盘颗粒组成的体系在各向同性压缩条件下,颗粒摩擦系数μ对颗粒体系结构与振动特性的影响.结果表明:固定压强下,随μ的增大,区分德拜标度与态密度平台的过渡频率ω*与玻色峰频率ωBP均向低频移动,玻色峰高度D(ωBP)/ωBP逐渐增加.主要原因是μ增大导致颗粒体系无序程度增加(平均配位数减小)而在ωω*处出现了大量额外模式.模式分析表明:低频(ω1.0)模式主要是以平动为主的混合模式,中频(1.0ω4.0)模式主要是以平动为主的混合局域化模式,高频(ω4.0)振动模式几乎为纯转动的局域化模式;并且随μ的增大,低频下平动模式更加局域化,同时低频转动模式的贡献也逐渐增加,暗示在高摩擦系数下低频转动模式产生更重要的影响.     

外磁场对(Ga,Mn)As有效g因子的影响

利用时间分辨Kerr旋光技术测量低温下稀磁半导体Ga0.937Mn0.063As中光注入极化载流子的自旋进动信号,并观察到自旋极化载流子的有效g因子值随外磁场的增强而增大的反常现象.这归结于磁场导致局域化空穴转化为非局域化空穴,从而使自发磁化强度增强,有效g因子值增大.基于此物理图像,进一步给出了(Ga,Mn)As的有效g因子与外磁场的关系式.     

YBa2—xMxCu3O7—δ（M=Ca,Sr）的晶体结构与超导电性

通过对正交单相 YBa_(2-x)M_xCu_3O_(7-δ)(M=Ca,x=0.05,0.1,0.25;M=Sr,x=0.1,1.0)样品的晶格参数、超导电性、氧含量以及 Hall 系数的测量,发现随着替代元素含量的增加,体系氧含量基本不变,正交化程度减弱,四方化程度增强,Cu-O 面上的载流子浓度减少,超导中点转变温度(T_c)呈下降的趋势.分析表明,四方化程度增强与局域结构扭曲密切相关;Cu-O 面上的载流子浓度对高 T_c 的超导电性影响很大.     

掺Pr的YBCO体系的EXAFS研究

通过对掺Pr的YBCO体系的EXAFS数据计算机分析发现:体系中的O的位置随Pr含量改变发生了变化。CuO₂平面曲折度增加,Cu-O链上的O更趋近于CuO₂面,Ba-O3间距增大。所有这些变化导致载流子浓度降低和载流子严重局域化,引起超导性发生变化。