赝能隙导致的YBa2(Cu1－xMx)3O7-δ(M=Co,Zn)薄膜的输运性质异常

报道了两类典型元素替代的超导Y123相体系-YBa2(Cu1-xCox)3O7-δ(x=001,002)和YBa2(Cu1-yZny)3O7-δ(y=0005,0010)薄膜的电阻率温度特性(ρ(T))和Hall效应(RH(T)).研究表明,Co掺杂的Y123相体系十分类似于氧欠掺杂的情况,对Co掺杂的薄膜样品,由电阻率温度特性定义的赝能隙打开的温度T分别为193和225K.而Zn掺杂的样品没有观察到赝能隙打开对电阻率温度特性的影响.由Hall效应的测量和Hall角(cotθH)定义了另一个特征温度T0, 关键词： 赝能隙 Y123相 Hall效应     

欠掺杂YBa2Cu3O7-δ中相位相干对正常态内耗的影响

本文测量了一系列欠掺杂YBa2Cu3O7-δ在kHz范围声衰减,在Tc之上150～170K附近观察到内耗随温度降低幂指数形式衰减,分析表明这一衰减与正常态赝能隙的打开有关.根据V. J. Emery的观点,赝能隙是载流子的配对能隙,直到Tc载流子对之间才出现长程相位相关,从而表现出超导性.在此基础上,我们提出一个唯象理论,与上述衰减符合较好,并得到幂指数因子在2～4之间.进一步地,与自旋点阵驰豫率的比较发现,欠掺杂YBa2Cu3O7-δ的1/T1只在赝能隙打开处T*出现一次下降,在Tc无明显异常,而内耗则分别在T*和Tc处出现下降,我们的分析指出,这一不同与内耗和1/T1的相位相干因子F不同有关,1/T1对F不敏感,只在T*出现一次下降,而内耗对F很敏感,在T*出现一次下降后,由于在Tc处F开始起作用,再次引起内耗在Tc处下降.     

Bi2Sr2Ca1-xPrxCu2Oy和Bi2Sr2Ca1-xYxCu2Oy系列单晶样品输运性质的对照研究

测量了Bi2Sr2Ca1-xPrxCu2Oy(x的范围从0到0.5)和Bi2Sr2Ca1-xYxCu2Oy(x的范围从0到0.41)系列单晶样品的ab平面电阻率ρab(T).两个体系都表现出独特的掺杂效应.对掺Pr系列,超导转变温度Tc随掺杂量的增加逐渐降低,同时剩余电阻率却大幅度增加.在Pr含量达到约0.5时,体系出现了超导-绝缘体转变.对掺Y系列,观测到在某温度T*处ρab(T)偏离了对温度的线性关系,这是赝能隙打开的典型表现.t*随Y含量的增加而增加,而Tc则被迅速压制.我们预期Pr的反常磁性和掺Pr系列未观察到赝能隙有关.     

Zn掺杂的YBa2(Cu1-xZnx)3O7-δ(x=0, 0.01, 0.02)体系的反常霍尔效应

利用脉冲激光沉积(PLD)方法制备了c轴取向的高质量YBa2(Cu1-xZn)3O7-δ(x=0, 0.01, 0.02)外延薄膜.超导临界温度随Zn掺杂量增加而较快地下降,与单晶样品的结果相符.在强磁场下的输运测量发现YBa2(Cu1-xZn)3O7-δ系列样品在Tc附近均出现反常的Hall电阻率符号反向,但其Hall电导率σxy随磁场的变化关系与氧欠掺杂的YBa2Cu3O6.66存在很大差异,说明Zn掺杂和氧掺杂对混合态中的磁通涡旋性质的影响有显著不同.     

磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr_(14)(Cu_(0.97)M_(0.03))_(24)O_(41)(M=Zn,Ni,Co)的结构和电输运性质

利用固相反应法制备了Sr14Cu24O41及其系列B位掺杂Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn,Ni,Co)的样品.X射线衍射分析显示,所有样品均为纯相,晶格常数a与c没有明显的变化;Zn掺杂样品晶格常数b没有明显变化,而Ni,Co掺杂样品晶格常数b分别稍有增加.选区电子衍射研究揭示:磁性元素Ni,Co及非磁性元素Zn掺杂,可能主要替代了Sr14Cu24O41结构中自旋链上的Cu原子,从而影响了自旋链上的dimer排列,破坏电荷有序超结构.电输运测量显示:Zn2+,Ni2+,Co3+离子掺杂样品的电阻率降低,但仍体现半导体行为,所有的掺杂样品都存在一个渡越温度Tρ,当TTρ时,其导电机理是以单空穴热激发导电占主要地位,在TTρ时,配对的局域化空穴的一维变程跳跃导电占主要优势;在相同的掺杂量下,非磁性元素Zn掺杂对电阻率值的影响大于磁性元素Ni,Co掺杂的影响,而磁性元素Ni,Co掺杂对渡越温度Tρ的影响大于非磁性元素Zn掺杂的影响.     

Cr-Al-V合金的电输运和热膨胀

本文报道了Cr97.02Al2 98和掺钒的(Cr98.26Al1.4)98 72V1.28、(Cr96.04Al3.96)98.69V1.31合金在10～450 K温区的电阻率和热膨胀系数随温度的变化.随着温度降低,Cr97.02Al2.98合金经历了顺磁-公度自旋密度波(CSDW)-非公度自旋密度波(ISDW)的转变.Neel温度以下电阻率出现上升趋势,与SDW反铁磁能隙的逐渐打开有关.热膨胀-温度曲线在Neel温度附近呈现一个明显的跳跃行为,是磁转变相关的磁体效应.低于CSDW-ISDW转变温度,电阻率的增大是由于磁散射在低温下增强.用公式p=P0 AlnT BT2 CTδ对三个合金10～80 K温区内电阻率-温度曲线的拟合结果表明,随着钒掺杂的增加,磁散射和s～d电子散射减小.Cr97.02Al2.98合金中掺入少量钒就能压制SDW.     

缺氧条件下准一维自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ的磁化率特性研究

在空气环境中采用固相反应方法制备出三种A位Ca掺杂自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ样品(x=0,0.25,0.43)能量损失谱(EDS)分析表明,该体系ca掺杂样品均严重缺氧(分别对应的缺氧含量δ=7.64,6.99,6.67).X射线衍射(XRD)结果显示,所有样品均为单相,并且晶格常数a,b,c的值随着缺氧含量δ的增加而增大.1T直流磁场下的磁化率.温度曲线及其拟合结果表明,对无Ca掺杂样品Sr14Cu24O41-δ(δ=7.64),氧含量减少导致自旋链上空穴数的减少.自旋链上自由自旋的Cu离子数目增大,而参与二聚化的Cu离子数目略有减小;而对Ca掺杂样品(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ,随着ca含量的增加,样品中氧缺失量降低,但Ca掺杂引起空穴减少的程度更强.     

高温超导体Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ和Y-123/Cax体系的超导输运特性研究

本系统地研究了Y-123高温超导体Ca掺杂样品Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(x=0,0．1,0．2,0.3)和Y-123／Cax(x=0．1,0．2,0．3)样品的超导特性,对样品的临界温度Tc及输运特性进行了对比分析．实验发现：随着Ca含量增加两组样品的Tc有不同程度的递减,样品Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ的Tc随Ca含量增加的变化规律正好与样品Y-123／Cax相反．Ca元素的加入使两组样品临界电流都有明显提高,但在Y-123／Ca,中表现得更为明显,并且受磁场的影响更小．实验中还发现,Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ的I-V曲线存在负磁阻区,而在Y-123／Cax中却没有发现．     

Co掺杂对YBa_2Cu_3O_(7-δ)电阻率与塞贝克系数的影响

用固态反应法制备了YBa2Cu3-xCoxO7-δ(x=0.0,0.1,0.2,0.5)样品,研究了Co掺杂对YBa2Cu3O7-δ高温区的电阻率和塞贝克系数的影响。随着Co含量的增加,样品的电阻率和塞贝克系数逐渐增大,从金属性导电转变为p型半导体导电。x=0.2和0.5样品的电导活化能在500K处发生突变,高温区的活化能大于低温区的活化能。通过塞贝克系数与温度的关系,计算出x=0.2和0.5样品的费米能级分别为0.02和0.12 eV。当温度高于650-700K时,氧脱附显著影响样品的电输运性质,导致电阻率和塞贝克系数随温度增加而增大。     

铜氧化物高温超导体正常态反常光电导性质的研究

在全电荷自旋重组的模型下,计算了铜氧化物高温超导体正常态的光电导性质,发现在欠掺杂和最佳掺杂区,铜氧化物高温超导体正常态的光电导谱由低能端的non-Drude峰和较高能量处的中红外带两部分组成,低能峰和中红外带之间存在电荷转移能隙.随着掺杂量的增加,中红外带不断移向低能峰,最后在极过掺杂时完全融入低能峰,光电导谱恢复为Drude形式.全电荷自旋重组模型下的自能体现了部分关联效应,包含了赝能隙的信息,被认为造成了光电导的反常特性.     

(La_(1-x)Ce_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系的结构和输运性质研究

对Ce掺杂锰氧化物 (La1 -xCex) 2 3Ca1 3MnO3(x =0— 1.0 )多晶样品的结构和输运性质系统研究的结果 .实验表明 ,在低掺杂浓度下 ,样品呈现完整的正交钙钛矿结构 ;随掺杂浓度的增加 ,有少量CeO2 杂相出现 ,同时伴随有Ce3 和Ce4 离子两种价态的涨落和Mn2 Mn3 Mn4 混合价态的共存 ,Ce掺杂导致的体系无序度增加 ,使得绝缘体 -金属 (I M)和顺磁 -铁磁 (PM FM)转变温度向低温方向移动 .有趣的是 ,Ce掺杂样品的电阻率测量I M转变峰值温度TIM 较PM FM转变温度Tc 为高 ,其差值ΔT(=TIM -Tc)随Ce掺杂含量的增加而增加 ,最大差值ΔT达 5 0K .各样品的磁电阻则随温度的降低而增加 ,在Tc 附近MR达到最大值 ,且随Ce掺杂含量增加Tc 附近的MR最大值迅速增加 ,达到 10 4 %以上 ,表现出很强的庞磁电阻效应 .在x≥ 0 .7时 ,磁电阻效应则表现出反常减小 .整体上而言 ,各样品的磁特性与输运行为间有较强的关联 ,电输运特性可用双交换作用模型进行很好的解释 ,在高温区满足热激活模型 .最后 ,在Ce掺杂对Tc 和MR的影响机理方面进行了初步讨论 .     

各向异性层状强关联金属中沿c轴方向的电荷输运

对于欠掺杂铜氧化物超导体 ,当温度Ｔ高于超导转变温度Ｔｃ 但低于赝能隙温度Ｔ 时 ,便有正常态赝能隙打开 (在ａｂ平面布里渊区的角隅位置 ) .赝能隙的存在对ｃ轴方向的电荷输运起阻碍作用 ,结果导致正常态输运行为的强二维性 ,即电阻率ρａｂ(Ｔ)的金属行为和 ρｃ(Ｔ)的绝缘体行为 .当温度降至Ｔｃ 以下 ,层间的约瑟夫森耦合使得材料转变为三维各向同性超导态 .其中有效维数的转变一直是凝聚态物理的一个热点课题 .上述维数转变的问题也存在于非超导的层状强关联金属中 ,例如 (Ｂｉ0 5Ｐｂ0 5) 2 Ｂａ3 Ｃｏ2 Ｏｙ(简称ＢＰＢ ＣＯ ,它…     

Y(Ba_(1-x)Gd_x)_2Cu_3O_(7-δ)的临界电流密度特征

多晶样品Y(Ba1-xGdx)2Cu3O7-δ(YBGCO)(x=0.0,0.02,0.03,0.05,0.08,0.10)是由标准固相反应法制备获得。XRD的Rietveld精修显示,Gd成功地部分替代YBa2Cu3O7-δ(YBCO)晶胞中的Ba位。实验结果表明,对于某一固定磁场Y(Ba1-xGdx)2Cu3O7-δ的临界电流密度(Jc)在x=0.05有最大值。此外,尽管YBGCO的超导温度(Tc)明显地单调下降,但微量的Gd掺杂导致磁场中YBGCO的Jc的提高。Jc随着Gd掺杂量不同而变化的特征行为可以认为,是由Gd掺杂引起的两种不同的效果竞争共同作用造成的,即纳米尺度范围内空间分布不均匀性和超导性的变化。     

Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)M_xO_(7-δ) (M=Fe,Ni)体系的超导电性

本文报道,通过对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)MxO_(7-δ)(M=Fe,Ni)体系样品的晶体结构、氧含量、正常态电阻率与温度的关系,以及超导转变温度等测量,并与YBa_2Cu_(3-x)MxO_(7-δ)(M=Fe,Ni)体系进行比较,发现Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系的Tc显著地高于相应x值的YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系,而Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ)体系则相反,Tc低于仅Ni替代的体系,表明Ca和Fe同时替代时两者引起的载流子浓度(n_H)变化相互补偿,抑制了仅Fe替代时引起的n_H和Tc急剧下降;而作Ca和Ni同时替代时主要的不是两者引起载流子浓度变化的相互补偿,Ca和Ni替代效应之间的关联较弱。作者认为,对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系属于CuO_2平面外的元素替代,这时载流子浓度是决定Tc的主要因素;而对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ)体系,由于Ni~(2+)离子主要占据Cu(Ⅱ)位,它导致磁拆对效应,Ni~(2+)离子的拆对效应是引起Tc下降的直接原因。     

Au_(1-x)Ni_x合金(x=0.30-0.42)低温电阻率极小值的机理探讨

为了解释Au_(1-x)Ni_x合金(x=0.30—0.42)低温出现电阻率极小值的实验结果,本文提出一个低浓度自旋集团顺磁态合金的模型,得到自旋集团孤立近似下和自旋集团耦合作用下的电阻率公式,并和晶格散射的贡献(由Au_(80)Ni_(20)合金或Au-Cu合金的ρi(T)实验数据代替)联合起来,得到ρ(T)的计算曲线,和实验结果符合得很好。 当T相似文献   

Mo低掺杂La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3的磁电特性及室温磁电阻增强(英文)

采用固相反应法成功制备了Mo低掺杂La0.67Sr0.33Mn1-xMoxOc(x=0,0.02)单相多晶样品,系统研究了样品的磁性、电输运特性和磁电阻效应.发现Mo低掺杂对La0.67Sr0.33MnO3 的居里温度影响很小,但在La0.67Sr0.33MnO3铁磁基态背景下诱导出团簇自旋玻璃态行为.在低温区(0.1相似文献   

La1/3Sr2/3Fe1-xCoxO3体系中的Co替代效应研究

本文通过对La1/3Sr2/3Fe1-xCoxO3系列样品进行X射线衍射(XRD)和变温电阻率(p～T)、比热(C～T)、磁化率(M～T)等测试,研究了Co掺杂对该系列样品的晶体结构和电热磁性质的影响.结果表明,随着Co掺杂量的增加,晶胞体积单调减小;电阻中电荷有序(charge ordering,CO)的特征逐渐消失.Co含量低的样品随着温度降低发生顺磁-反铁磁(PM-AFM)转变和金属-绝缘体(M-I)转变;Co含量高的样品则在磁转变温度以下表现出团簇玻璃型短程铁磁有序行为,并且在整个测量温区内具有金属导电特性.这些证明Co掺杂引起电子的局域化效应是导致体系电磁和输运行为发生变化的主要原因.     

Nd_(1.67)Sr_(0.33)NiO_4中的热导反常

报道了两个典型掺杂的镍氧化物Nd2 -xSrxNiO4 (x=0 33,1 35 )的低温热导率、电阻率和低场交流磁化率 ,测试温区为 77— 30 0K .在Nd2 -xSrxNiO4 (x=0 33)样品的热导率_温度曲线上在电荷有序转变温度 (TCO)和自旋有序转变温度 (TSO)附近分别观测到反常 ,电荷有序使热导率在TCO 以下有所增加 ,反铁磁自旋有序使热导率在TSO 附近被压制 .在低场交流磁化率_温度曲线上也分别观测到对电荷有序和自旋有序的响应 ,而在其电阻率_温度曲线上仅观测到电荷有序 .作为比较 ,Nd0 6 5Sr1 35NiO4 样品中没有观测到输运性质和磁性质上的反常 .两个样品中声子热导占主导地位 .Nd1 6 7Sr0 33NiO4 样品中电荷有序和自旋有序导致的热导率的反常表明样品中存在强的电荷_声子和自旋_声子相互作用     

Sm2-xCexCuO4单晶的赝能隙行为研究

我们在电子型超导体Sm1.85Ce0.15CuO4中首次观察到赝能隙的证据.研究了在O2中不同退火时间,单晶Sm1.85Ce0.15CuO4样品的电阻率ρ和热电势S,电阻率ρ的测量结果显示退火后样品高温区电阻率ρ、dρ/dT和热电势的斜率dS/dT斜率增加,意味着载流子浓度下降,与减小Ce掺杂量x的作用等效.所有的样品S～T和ρ～T曲线在某个温度T*下都发生斜率的改变,该转变温度随着退火时间的增加而向高温区移动,而且越来越明显.这可能是因为该温度下赝能隙被打开,热电势曲线在某个温度下存在一个最小值,这是载流子局域化的表现;热电势曲线上50K附近观察到一个明显的声子曳引峰,正的峰值表示载流子符号在低温区发生了改变,即由高温的电子型变为低温的空穴型,与霍尔系数实验中斜率变化一致.     

Nd1.67Sr0.33NiO4中的热导反常

报道了两个典型掺杂的镍氧化物Nd＿2-xSr＿xNiO＿4(x =0.33,1.35)的低温热导率、电阻率和低场交流磁化率，测试温区为77—300K. 在Nd＿2-xSr＿xNiO＿4 (x=0.33)样品的热导率-温度曲线上在电荷有序转 变温度（T＿CO）和自旋有序转变温度（T＿SO）附近分别观测到反常， 电荷有序使热导率在T＿CO以下有所增加，反铁磁自旋有序使热导率在T＿SO附近被压制. 在低场交流磁化率-温度曲线上也分别观测到对电荷有序和自旋有 序的响应，而在其电阻率-温度曲线上仅观测到电荷有序. 作为比较，Nd＿1.67Sr0.33NiO＿4样品中没有观测到输运性质和磁性质上的反常. 两个样品中声子热导占 主导地位. Nd＿1.67Sr0.33NiO＿4样品中电荷有序和自旋有序导致的热导 率的反常表明样品中存在强的电荷-声子和自旋-声子相互作用. 关键词： 热导率 电荷有序 自旋有序