Bi_2Sr_2CaCu_2O_8的晶体结构与超导性能

本文研究了Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中理想成份为Bi_2Sr_2CaCu_2O_8化合物的超导性能和晶体结构。名义成份为BiSrCaCu_2O_(5.5)零电阻超导转变温度T_c(0)=81.5K。用X射线粉末衍射方法测定了Bi_2Sr_2CaCu_2O_8的晶体结构,其基本结构属体心四方晶系,空间群为D_(4h)~(17)-l4/mmm,点阵常数a=3.825A,c=30.82A。每单胞化合式单位为2.2Ca占据2(a)等效点系,4Sr,4Bi和4Cu占据三组4(e)位置,其原子参数z分别为0.110,0.302和0.445,16O分别占据8(g),z=0.445和二组4(e),z=0.210和0.380。Bi_2Sr_2CaCu_2O_8晶体结构可认为是阳离子沿z轴的(00z)和((1/2)(1/2)z)交错排列,由Aurivillius相导生出来的。讨论了在Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中可能存在的其它沿z轴不同堆垛层数的超导相。     

SrCaCu3Ox相的X射线分析

用Bi系超导体制备方法得到了名义成份为 Sr:ca:Cu=1:1:3的新相 SrCaCu_3O_x.X射线衍射表明,该相属正交晶系,点阵参数为 a=11.37(?),b=12.84(?)和 c=19.54(?).该相的强衍射线与 Bi 系超导相的衍射线的位置相近,使得很难在 Bi 系超导体中检出这种杂相的存在.该相可能是种类似于 Sr_(14-x)Ca_xCu_(24)O_(41)相的非公度结构,在 c 方向含有7个 CuO_2和5个(Sr,Ca)_2Cu_2O_3.     

Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x)氧化物中的相

样品A和B都是组成为Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x),但采用不同的热处理工艺后呈现出不同的导电性能,前者是超导体而后者在77.36K还为非超导体。两种样品都是多相化合物。超导样品A中的主相是具有有序畸变钙钛矿型结构的正交相,其单胞尺寸α=0.386,b=0.389和c=1.159nm,空间群是Pmmm。此外,还含有小量的另一类正交相(称phase- Ⅱ),其单胞尺寸是α=1.231,b=0.740,c=0.571nm,空间群是Pbam。 样品B中的主相仍然是上述的超导相,含有小量的 Phase-Ⅱ。此外,还含有小量的如下三种相:Phase-Ⅲ:正交晶系,α=0.892,b=0.639,c=0.535nm。Phase-Ⅳ:体心立方结构,a=1.822nm。Phase-V:六角晶系,a=b=0.526, c=0.635nm。     

(Ca_(0.9)Sr_(0.1))CuO_2和(Ca_(0.89)Sr_(0.11))_2CuO_3晶体结构分析

本文报道在制备高 T_c 氧化物材料中发现的两个新相的晶体结构.其一是(Ca_(0.9)Sr_(0.1))CuO_2,空间群属 P_(4/mmm),a=3.8644(?),C=3.2135(?);其二是(Ca_(0.89)Sr_(0.11)_2CuO_3,空间群为 I_(mmm),a=3.2826(?),b=3.7938(?),C=12.290(?).(Ca_(0.9)Sr_(0.1))CuO_2是 Bi 系和 Tl系超导氧化物结构的基本单元.     

脉冲激光沉积法制备(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 涂层导体

(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 是超导转变温度Tc 约为116 K 的无毒铜氧化物超导材料, 在迄今为止的超导材料中, 高压法制备的(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 多晶块材在液氮温区具有最高的不可逆场 Hirr ~ 15 T. 为了实现(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的规模化制备, 本文利用脉冲激光沉积技术在 LaMnO3/MgO/Y2 O3/Al2 O3/Hastelloy 柔性金属基底上依次外延生长了 LaAlO3 帽子层和(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导薄膜. X 射线衍射实验结果表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜沿a 轴外延生长, 电学输运数据表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜的超导转变温度Tc onset 为115K, 零电阻温度Tc0 为52 K, 不可逆场为9 T@35 K. 本文首次报道了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 在柔性金属缓冲层衬底的成功制备, 推动了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的实用化进程.     

纳米铜掺杂Li(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_2正极材料的制备和性能研究

通过Cu纳米颗粒掺杂制备了Li[(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))_(1-x)Cu_x]O_2三元正极材料,并通过调节Cu的掺杂量,讨论了Cu的掺入对Li[(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))_(1-x)Cu_x]O_2三元正极材料晶体结构、表面形貌、电化学性能和循环性能等一系列性能的影响,铜掺杂量为x=0.01时,在0.2C倍率下的首次放电比容量达到了219.1 mAh/g,经过50次充放电循环之后,剩余比容量为115.4 mAh/g。最终结果为Li[(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))_(1-x)Cu_x]O_2中Cu的掺入量为x=0.01时,所得正极材料的电化学性能和循环性能最为优异。     

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。     

Bi2Sr2CaCu2O8的晶体结构与超导性能

本文研究了Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中理想成份为Bi₂Sr₂CaCu₂O₈化合物的超导性能和晶体结构。名义成份为BiSrCaCu₂O_5.5零电阻超导转变温度T_c(0)=81.5K。用X射线粉末衍射方法测定了Bi₂Sr₂CaCu₂O₈的晶体结构,其基本结构属体心四方晶系,空间群为D_4h¹⁷-l4/mmm,点阵常数a=3.825?,c=30.82?。每单胞化合式单位为2.2Ca占据2(a)等效点系,4Sr,4Bi和4Cu占据三组4(e)位置,其原子参数z分别为0.110,0.302和0.445,16O分别占据8(g),z=0.445和二组4(e),z=0.210和0.380。Bi₂Sr₂CaCu₂O₈晶体结构可认为是阳离子沿z轴的(00z)和((1/2)(1/2)z)交错排列,由Aurivillius相导生出来的。讨论了在Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中可能存在的其它沿z轴不同堆垛层数的超导相。 关键词：     

Al~(3+)/Mo~(6+)双离子取代ZrV_2O_7中Zr~(4+)/V~(5+)实现近零膨胀

采用固相烧结法制备了Zri_(1-x)Al_(2-x)V_(2-x)Mo_xO_7(0≤x≤0.9),并通过调整Al~(3+)/Mo~(6+)对ZrV_2O_7中的Zr~(4+)/V~(5+)离子替代量来实现近零膨胀,对于较小的x值(x≤0.3),材料保持了与ZrV_2O_7相同的立方相结构.随着Al~(3+)/Mo~(6+)替代量的增加,(Al/Zr)~-和(Mo/V)~+之间的库仑相互作用逐渐加强,这种库仑相互作用导致材料中未发生畸变的立方相晶体结构逐渐减少.当x≥0.7时,材料中立方相晶体结构完全消失.在425-750 K温度区间内,Zr_(0.5)Al_(0.5)M_(0.6)O_7展示出近零膨胀性质(-0.39×l0~(-6)K~(-1)).Zr_(0.5)Al_(1.5)V_(1.5)Mo_(0.5)O_7的低热膨胀性能可能与Al~(3+)/Mo~(6+)对ZrV_2O_7中Zr~(4+)/V~(5+)部分替代引起部分晶体结构发生的畸变及其对未替代部分的晶格结构的影响有关.     

Al_2O_3(0001)基底MgB_2/B/MgB_2多层膜的制备及性质

本文介绍了应用混合物理化学气相沉积(HPCVD)制备MgB_2薄膜技术,以B膜作为势垒层在单晶Al_2O_3(0001)基底上制作了纵向三明治结构的MgB_2/B/MgB_2多层膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和标准四线法对获得的MgB_2/B/MgB_2多层膜断面结构、超导薄膜晶体结构及超导特性进行了测量研究.实验结果表明,制备的MgB_2/B/MgB_2多层膜结构清晰,底层和顶层超导薄膜显示出良好的超导特性.     

DyP_5O_(14)晶体的新相

本文首次观察到具有单斜I(P2_1/c)的DyP_5O_(14)晶体,并用光学显微镜,X射线结构分析和红外光谱等方法予以证明。DyP_5O_(14)在室温下存在着mmmF_2/m类铁弹体的单斜I结构,其铁弹相变温度为159±3℃。单斜I的DyP_5O_(14)的晶胞参数,a=8.62A,b=8.84A,c=12.82A,β=90.28°。这一发现是L_nP_5O_(14)晶体结构类型转变的必然结果,并使它们的性质变化规律更加完整。     

结合会聚束电子衍射和高分辨电子显微术来测定十四铌酸锂的结构

我们在一台有0.4nm点分辨率的分析透射电子显微镜上,结合会聚束电子衍射(CBED)和高分辨电子显微术(HREM)研究了十四铌酸锂的结构。CBED结果证明十四铌酸锂的空间群是C2/m,HREM结构象表明十四铌酸锂是由4×4氧八面体方块组成,方块中3×3通道及八面体中心的金属原子可以清楚地看到,其距离是0.38nm。结合CBED和HREM来做结构分析是发展电子晶体学的重要的一步。 关键词：     

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.     

La_4Au亚稳超导相的高压合成

本文报道了利用非晶合金的高压变态,合成新亚稳超导相La_4Au的结果,非晶La_(80)Au_(20)合金是用液态超急冷法制备的,合成条件为80kbar、250℃,该相具有正交结构,晶格参数为α=6.54A,b=7.71A,C=11.32A,超导临界温度Tc达5.5K,高于所有已知La-Au相的值。     

高压下A15结构Nb_3Si合成条件的估计

目前,在新的超导材料的研究中,A15结构(A_3B型)化合物引起了广泛的兴趣,尤其是Nb族的A15结构超导材料都有很高的超导转变温度Tc,例如Nb_3Sn(18.3K),Nb_3(Al_(0.75) Ge_(0.25))(21.3K),而Nb_3Ge达到23K。 经验表明,在A15结构的超导体中,对同一的A原子,Tc一般随B原子质量下降而增加。例如:     

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.     

γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花的合成、微结构与磁性

利用溶剂热/热分解的方法合成出微结构可控的γ-Fe_2O_3/NiO核-壳结构纳米花.分析表明NiO壳层是由单晶结构的纳米片构成,这些纳米片不规则地镶嵌在γ-Fe_2O_3核心的表面.Fe3O4/Ni(OH)_2前驱体的煅烧时间对γ-Fe_2O_3/NiO核-壳体系的晶粒生长、NiO相含量和壳层致密度均有很大的影响.振动样品磁强计和超导量子干涉仪的测试分析表明,尺寸效应、NiO相含量和铁磁-反铁磁界面耦合效应是决定γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花磁性能的重要因素.随着NiO相含量的增加,磁化强度减小,矫顽力增大.在5 K下,γ-Fe_2O_3/NiO核-壳纳米花表现出一定的交换偏置效应(H_E=46 Oe),这来自于(亚)铁磁性γ-Fe_2O_3和反铁磁性NiO之间的耦合相互作用.与此同时,这种交换耦合效应也进一步提高了样品的矫顽力(H_C=288 Oe).     

新系列超导相TlBaCa_(n-1)Cu_nO_(2n 2.5)(n=2,3)的晶体结构和超导电性

本文用粉末烧结法合成了Tl-Ba-Ca-Cu-O体系TlBa_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n 2.5)新系列超导相,用粉末衍射法测定了n=2和3的晶体结构,属简单四方单胞,空间群为D_(4h)~1-P4/mmm,点阵常数a相同,而c值不同,随n值而增大。a=3.847,c分别为12.73和15.89,每单胞含一个化合式单位,阳离子沿四方晶系的(0,0,z)和(1/2,1/2,z)位置交替排列,排列的顺序相同,n=3比n=2依次多增加Ca和Cu及相应的氧离子。 TlBa_iCa_()Cu_O_(2n 2.5),n=3时,零电阻超导转变温度T_c(0)= 112K;n=2时,T_c(0)=101K,与Tl_2Ba_2Ca_()Cu_O_(2n 4)型体心四方晶胞超导相不同,TlBa_2Ca_(n-1)Ca_O_(2n 2.3)结构中缺氧类钙钛矿型结构单元[Ba_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n 1)]仅被TI-O单层所隔开,当n相同时,Tl-O双隔层的体心四方单胞比Tl-O单层的简单四方单胞的超导转变温度高10K左右,这说明Tl-Ba-Ca-Cu-O体系中超导相的转变温度不仅与类钙钛矿结构单元的[CuO_4]和[CuO_5]的数目有关,而且与Tl-O的隔层数目有关。     

CeO_2掺杂对BSCCO超导性能和微观结构的影响（英文）

用固相反应法制备了所有的掺杂样品,并研究了掺入CeO_2(x=0.0-2.0wt%)对Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oδ超导体性能的影响.研究表明,超导材料的性能如临界温度、微观结构和超导相的形成都与CeO_2的掺杂量有很大的关系.CeO_2的掺入可以改变(Bi,Pb)-2223相的体积分数,并且,0.2wt%CeO_2的掺杂提高了样品的Tc(onset).同时,SEM照片显示:当CeO_2掺杂比例从0.0wt%至0.2wt%时,样品的微观结构变的越来越致密,这表明适当的CeO_2掺杂量能提高样品的结晶性和促进晶粒的生长.然而,对于x=2.0wt%的掺杂样品,在R-T曲线没有观察到零电阻现象,说明掺入过量的CeO_2破坏了相邻晶粒之间的连接性以及超导相的晶体结构.     

Nd28Fe66B6/Fe50Co50双层纳米复合膜的结构和磁性

利用磁控溅射法制备了Nd28F66B6/Fe50Co50双层纳米复合磁性薄膜,研究了其结构和磁性.经873K退火处理15min后,利用x射线衍射仪测定薄膜晶体结构,采用俄歇电子能谱仪估算薄膜厚度和超导量子干涉仪测量其磁性.磁性测量表明,1)该系列薄膜具有垂直于膜面的磁各向异性.从起始磁化曲线和小回线的形状特征可知,矫顽力机制主要是由畴壁钉扎控制.2)对于固定厚度(10nm)层的硬磁相Nd-Fe-B和不同厚度(dFeCo=1-100nm)层软磁相FeCo双层纳米复合膜,剩磁随软磁相FeCo厚度的增加快速增加,而矫顽力则减少.当dFeCo=5nm时,最大磁能积达到160×103A/m.磁滞回线的单一硬磁相特征说明,硬磁相Nd-Fe-B层和软磁相FeCo层之间的相互作用使两相很好地耦合在一起.剩磁和磁能积的提高是由于两相磁性交换耦合所致.