用XRD和ACS测量研究Y_(1-x)Eu_xBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体的应力钉扎机制

利用X射线衍射 (XRD)和交流磁化率 (ACχ)方法系统地研究了Y1-xEuxBa2 Cu3O7-δ(x=0 .0～ 1.0 )超导体 ,研究发现Eu掺杂替代了Y晶位后引起了晶格失配 .这种晶格失配与电流密度有密切的联系 .对于不同掺杂成分样品 ,X射线衍射线形分析表明 ( 0 0 6)及 ( 0 0 7)衍射峰型随掺杂量变化 ,掺杂浓度在 30 %和 70 %附近时 ,半高宽 (FWHM)出现极大值 ,表明此时样品的晶格失配最大 .与此相对应 ,电流密度Js 也在此掺杂浓度范围内达到极大值 .我们在晶格失配应力场的钉扎模型下对实验现象进行了讨论 ,认为Y1-xEuxBa2 Cu3O7-δ超导体中由元素替代引起的晶格失配应力场是有效的钉扎中心 .     

Eu替代浓度对Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ体系电子结构和超导电性的影响

利用正电子湮没和X-射线衍射技术,对Eu替代Y位的Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1.0)超导体系进行了系统研究,分析了体系的电子结构和正电子寿命参数的变化特征.给出了超导转变温度Tc与Eu替代浓度x之关联.结果表明:所有Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ样品均保持与YBa2Cu3O7-δ(Y-123)样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命τm随Eu替代浓度x的增加而增加,反映了Eu替代Y位引起晶胞结构参量的变化不仅改变了Y位的电子密度,同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布及Cu-O面的层间耦合.     

Y1-xRxBa2Cu3O7—δ体系（R=Eu、Gd）的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ（R=Eu、Gd）两个系列样品的超导电性研究结果．首先，发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加，Y1-x]EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大．但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构；正电子平均寿命实验结果表明Cu—O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小．说明Eu、Gd对Y位的替代引起晶胞结构参量的变化不汉改变了Y位的电子密度．同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布；超导转变温度Tc随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加，反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构．但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合：Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关，而与掺杂离子的半径有关．     

PMP法YGdBaCuO超导体的磁通钉扎研究

利用X射线衍射、扫描电镜和SQUID磁强计研究了粉末熔化(PMP)YBa\-2Cu\-3O\-y和掺Gd 的YBCO超导体的微结构,超导性能、磁通钉扎特性及鱼尾效应等,发现在掺杂Gd的样品中当 温度低于70?K时出现鱼尾现象(H⊥c),而在纯YBCO中无鱼尾出现.添加Gd有助于提高 J\-c,增强钉扎,并认为由掺Gd所引起的Y\-2BaCuO\-5粒子尺寸的减小,应力场钉扎和 磁性钉扎是J\-c增加的原因. 关键词：     

YBCO中钙掺杂对CuO_2面空穴浓度的影响

本文通过固相反应法制备了(Y1-xCax)Ba2Cu3O7-δ(x=0,0.06,0.12)多晶样品并在流动氧气下退火,研究了Ca掺杂对超导体CuO2面空穴浓度的影响.热重分析结果显示,相同退火条件下Ca2+/Y3+替代所引入的空穴不会被氧含量的降低所完全补偿.热电势测量数据显示,低温退火就可使未掺杂样品处于"临界掺杂浓度",而低剂量Ca掺杂则有可能降低CuO2面的空穴浓度.观察发现无论是否掺Ca样品的p(δ)函数都呈非线性关系,可能来源于CuO1-δ链的有序性.计算显示Ca2+/Y3+替代可能降低材料的超导性能.     

Ca掺杂对YBa2Cu3O7-δ超导块材性能影响的研究

用固相反应法制备了掺杂 Ca和不掺杂 Ca的 Y1 - x Cax Ba2 Cu3O7-δ超导块材。主要研究了 Ca掺杂对 Y1 - xCax Ba2 Cu3O7-δ(x≤ 0 .3)超导体性能的影响 ,采用标准四引线法测量了样品的 R - T和 I - V曲线。实验结果表明 :在YBCO超导体中掺杂适量的 Ca后临界温度 TC有所下降 ,样品的临界电流 IC有所增加 ,弱磁场下的 IC- H曲线下降幅度很平稳 ,这表明适量的 Ca掺杂有利于改善 YBCO超导体的临界电流性能     

Y1-xRxBa2Cu3O7-δ体系R=Eu、Gd)的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ(R=Eu、Gd)两个系列样品的超导电性研究结果.首先,发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加,Y1-x〗EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大,但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命实验结果表明Cu-O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小,说明Eu、Gd对Y位的替代引起晶胞结构参量的变化不仅改变了Y位的电子密度,同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布;超导转变温度T\-c随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加,反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构,但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合;Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关,而与掺杂离子的半径有关.     

Bi2Sr2CaCu2O8掺杂MgB2的磁通钉扎特性

为了研究超导材料中高温超导相颗粒的钉扎行为，在Ar气保护条件下，采用固相反应法制备了质量百分比为0，3，5和10％BizSr2CaCu2O8含量的MgB2块状样品．用X射线衍射和扫描电子显微镜对样品进行了显微结构分析；用物理性能综合测试系统振动样品磁强计（最大磁场9T）测量了所有样品在不同磁场下的直流M（T）曲线，并测量了不同温度下的准静态磁化曲线，通过Bean临界态模型分析出Jc（H）曲线．随着掺杂量的增大掺杂后Tc基本不变，转变宽度略为增大；相比于未掺杂样品，掺杂量为3wt％样品抗磁信号和临界电流密度有较大提高．显微结构分析结果表明，部分Bi2Sr2CaCu2O8分解为Cu2O和其它杂相，有部分Bi2Sr2CaCu2O8颗粒保留在样品内部，成为有效的钉扎中心．最后本文对超导体中的高温超导相颗粒的钉扎行为进行了分析．     

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。     

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.     

B位Co掺杂对Sr14C24O41的结构和电输运的影响

采用固相反应法制备了系列Sr14（Cu1-xCox）24O41（x=0,0.02,0.06,0.1,0.14,0.18）的样品,X-射线衍射结果显示所有样品均为单相,且Co的掺杂几乎不改变样品的晶格常数,电子衍射和X-射线光电子能谱的测量结果证实Co替代的是链上的Cu原子;电输运的测量显示,Co掺杂样品表现为半导体行为,且渡越温度T随掺杂量的增加逐渐减小.     

高温超导YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜的制备及性能表征

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在LaAlO3(100)单晶衬底上外延生长YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜,用X射线衍射技术(XRD)分析薄膜的物相结构和外延特性,通过原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌.本文主要研究了最佳工艺参数下交替生长多层YBCO-Y2O3膜的超导性能.结果表明,YBa2Cu3O7-δ-Y2O3薄膜为纯c轴取向外延生长,临界电流密度Jc(H=0或H//C)均高于纯YBCO薄膜,纳米Y2O3起到磁通钉扎中心作用.     

Ca、Ce掺杂对Y1Ba2Cu3O7-δ的超导电性及其晶格结构的影响

本文采用柠檬酸热分解法成功制备出了Y1-xCax(Ba1-xCex)2Cu3O7-δ(x=0、0.03、0.05、0.07、0.09)的一系列样品.我们采用标准的四端引线法对系列样品的超导电性进行了测量,测量结果表明:随着掺杂量x的不断增加,Y123的起始转变温度Tonset和临界转变温度Tc都在逐渐降低.利用X射线衍射仪对系列样品的晶格结构进行了表征分析,测量结果充分验证了上述结论,同时我们也简单阐述了Y123的晶格结构是如何影响其超导电性的.     

Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ烧结样品的直流输运特性

本主要报道了对烧结样品YBa2Cu3O7—δ(Y-123)进行部分元素替代的初步实验结果．用Ca^2 部分替代Y^3 形成的Y1-xCaxBa2Cu3O7—δ(YCBCO)样品呈现出如下特征：样品的正常态电阻率ρ随Ca的替代浓度增加而依次降低,而超导临界温度Tc也依次下降．这一现象与通常情况下对铜氧化物超导材料进行元素替代所引起的行为截然不同．实验还显示：样品在低温下的临界电流密度Jc得到明显提高,掺Ca后烧结样品的临界电流受外磁场的影响明显减小．在弱磁场下,不同掺杂浓度样品的临界电流Ic随外磁场呈不同比例地线性下降,与一般颗粒多晶高温超导体临界电流Ic随外磁场行为明显不同．     

葡萄糖掺杂MgB_2块材超导电性研究

本文采用化学溶液法制备了在不同热处理条件下葡萄糖掺杂的MgB2块材样品.并对样品的晶体结构及超导电性进行了系统分析.X射线衍射结果表明掺杂样品a轴方向上的晶格参数减小,说明MgB2晶格中部分硼原子被葡萄糖分解后的活性碳原子所替代.此外,在两种不同烧结温度下,5wt%C6H12O6掺杂量对Tc都有较小的抑制,但不可逆场和高场下的载流能力得到了提高.在10K,5T下,掺杂样品的临界电流密度可达104A/cm2,比纯样Jc值大2～3倍,这表明掺杂样品的磁通钉扎性能得到了有效改善.     

Bi2Sr2CaCu2-xSnxO8+δ系列 超导体的XRD和XPS研究

实验研究了Bi₂Sr₂CaCu_2-xSn_xO_8+δ 的X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS).实验发现随着掺杂(Sn)量的增加,晶格参数a 和c都有所变化,O1s和Cu2p芯能级谱也发生了变化.实验结果表明： 在低掺杂量时,Sn主要 呈二价态;而在高掺杂浓度时呈四价态;掺Sn对超导电性的影响与其他元素的掺杂不同.这 些实验结果支持化学环境在高温超导样品的电子结构中起着重要作用的结论. 关键词： Bi系超导体 掺杂 X射线衍射 光电子能谱     

Gd替代YBa2Cu3O7-δ超导体的相结构与局域电子结构的研究

利用正电子湮没实验,结合x射线衍射(XRD)结构分析,研究了具有混合稀土特征的(Y1-xGdx)Ba2Cu3O7-δ系列样品.XRD实验结果表明,半径较大的Gd离子Y位替代使得样品晶胞参数和晶胞体积增大,但所有样品仍保持与YBa2Cu3O7-δ(YBCO)样品相同的单相正交结构.正电子湮没实验表明,正电子各寿命参数表现出很强的Gd替代依赖关系.从正电子实验结果出发,计算了Cu-O链区局域电子密度ne的变化.结果表明,局域电子密度ne随Gd含量x的增加而减小,而超导转变温度Tc随局域电子密度ne的减小而增加,这种局域电子密度ne与超导电性的关联是与铜位替代完全不同的,且可能是近年来人们关于混合稀土铜氧化物体系具有较高临界电流密度的原因之一.该研究结果为铜氧化物超导体的应用和机理研究提供了相应的正电子实验资料.     

Bi2Sr2CaCu2O8掺杂MgB2的磁通钉扎特性

为了研究超导材料中高温超导相颗粒的钉扎行为,在Ar气保护条件下,采用固相反应法制备了质量百分比为0,3,5和10%Bi2Sr2CaCu2O8含量的MgB2块状样品.用X射线衍射和扫描电子显微镜对样品进行了显微结构分析;用物理性能综合测试系统振动样品磁强计(最大磁场9T)测量了所有样品在不同磁场下的直流M(T)曲线,并测量了不同温度下的准静态磁化曲线,通过Bean临界态模型分析出Jc(H)曲线.随着掺杂量的增大掺杂后Tc基本不变,转变宽度略为增大;相比于未掺杂样品,掺杂量为3 wt%样品抗磁信号和临界电流密度有较大提高.显微结构分析结果表明,部分Bi2Sr2CaCu2O8分解为Cu2O和其它杂相,有部分Bi2Sr2CaCu2O8颗粒保留在样品内部,成为有效的钉扎中心.最后本文对超导体中的高温超导相颗粒的钉扎行为进行了分析.     

铜位锌替代对DyBa_2Cu_3O_(7-δ)体系超导电性的影响

利用X射线衍射(XRD)技术对DyBa2Cu3-xZnxO7-δ(x=0.0~0.4)系列样品的晶体结构进行探测,研究体系相结构的掺杂效应。结果发现,在整个掺杂范围体系保持了正交相的晶体结构。采用四引线法对掺杂样品DyBa2Cu3-xZnxO7-δ的超导电性能进行了系统测量,发现随着Zn掺杂量的增加,样品的超导转变温度总体呈明显降低趋势,分析了铜位锌掺杂对超导电性抑制的原因。     

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.