CeCu2Si2和UBe13的超导理论(Ⅱ)——热力学量的计算

根据文献[1]中给出的模型和能隙方程,计算了超导态的热力学临界磁场,T_c处的比热跃变以及T_c以下的比热行为。结果表明:有关热力学量的临界值与实验结果定性相符;T_c以下的比热行为在整个温区与CeCu₂Si₂和UBe₁₃的实验结果符合。 关键词：     

YBa_2Cu_3O(7-δ)在超导转变点处的比热反常

用连续量热法,在80—120K 对超导体 YBa_2Cu_3O_(7-δ)的比热进行了测量.结果表明在超导转变点 T_(mid)=92.4K 时,比热跳跃△Cp=7.1J/mol·K,由此计算出的△Cp/γT_c=2.05,比由 BCS 弱耦合理论推导出的1.43要大的多.说明高 T_c 氧化物 YBa_2Cu_3O_(7-δ)是具有强耦合相互作用行为,并由德拜公式拟合晶格比热计算出(?)_D=424.7K.     

钽(Ta)的添加对V_2(HfZr)三元C15化合物超导转变温度的影响的研究

本文研究了四元C15结构化合物V_2(ZrHfTa)超导转变温度的变化规律.发现Ta对V_2(HfZr)超导转变温度T_c的影响与组分有关.在富Hf区和富Zr区,Ta的添加都使T_c升高.而在三元系T_c峰值组分的V_2(Hf_0.5Zr_0.5)附近,T_c随Ta含量增加而下降,这与V_2Hf、V_2Zr加Ta后T_c随Ta含量增加而上升的趋势正相反,测量了样品的低温电阻、低温比热,未发现该四元系存在标志相变的温度反常区. 运用由角动量分波表象的能带论方法分析电子-声子作用得出的杂化能带理论分析本实验结果,认为V_2Hf与V_2(Zr_0.5Hf_0.5)的本质差异和加Ta后T_c完全相反的变化可能与Hf、Ta原子封闭的4f壳层电子与Zr原子的4d导带的相互作用有关.在某些化合物中4d与5d元素的相互作用有利于导带中的d-f杂化,因而对提高T_C可能是有利的.     

论自由载流子—负u中心相互作用模型作为高Tc氧化物超导体的可能机制

本文探讨了自由载流子与负 U 中心相互作用机制作为高温氧化物超导体的一种近似模写.将理论结果与实验结果作一比较,表明 T_c 处比热跳跃、磁穿透深度、相干长度及热力学临界场等的理论计算值与实验数据较好地一致.     

烧结次数对YBa_2Cu_3O_(7-y)样品比热的影响

本文测量了四个具有同一配方但烧结次数不同的 YBa_2Cu_3O_(7-y) 样品在 T_c 附近的比热,发现随着烧结次数的增加,比热反常△C 有增大趋势.且转变宽度变窄,但变化不显著。此结果表明增加烧结次数可以使样品在 T_c 处的超导成份增多,但并非是提高超导质量的理想途径.     

关于La_2CuO_(4-y)反铁磁性的研究

本文测量了三个不同制备条件的 La_2CuO_(4-y)样品以及原材料 CuO 样品在液氮温度以上的比热,实验发现四个样品在200K 附近都有明显的比热反常峰,分析表明 La_2CuO_(4-y)的比热反常并非 CuO 杂质相引起,而是样品发生反铁磁有序相变所致.在 Nèel 温度 T_N 附近,磁比热按 C_M∝1n|T-T_N|规律变化,与二维伊辛模型基本吻合,很小的熵变则表明大的零点量子自旋涨落的存在.其磁化率变化服从居里-外斯定律,并计算出 Cu^(2+)的有效磁矩为～0.6μ_B.低温下电阻按 InR∝(T_c/T)^(1/3)规律变化,表现为二维空穴导电机制.     

关于YBa_2Cu_3O_(7-δ)在200K附近的比热反常

本文采用扫描法对四个具有同一配方而烧结次数不同的样品作了液氮温度以上的比热测量,发现在200K 附近存在比热反常现象,并且随着烧结次数的增多其比热变化反而减弱,与T_c 处的反常呈相反趋势.对原材料 CuO 的比热测量结果表明这一反常不是 YBa_2Cu_3O_(7-δ)样品中 CuO 杂质相所产生.     

临界温度附近V_3Si上临界场Hc_2(T)的研究

我们利用直流吸气溅射技术制备了一系列A—15 V_3Si样品,分别测量了它们的上临界场初始斜率dH_c_2(T)/dT|_(T→T_c)和它们的剩余电阻率ρT_c与超导转变温度T_c的关系。实验结果表明,(dH_c_2I(T))/dT|_(T→T_c)先随着ρT_c的增大(T_c的减小)而增大,对于ρT_c=65μΩ·cm(T_c=12K)的样品具有极大的(dH_c_2I(T))/dT|_(T→T_c),然后(dH_c_2I(T))/dT|_(T→T_c)随着ρT_c的增大(T_c的减小)反而减小, 我们也观察到临界温度附近的临界场H_c_2(T)-T曲线的弯曲现象,对于理想的样品发生正的弯曲;对于无序化程度高的样品发生负的弯曲。本文对实验结果进行了讨论。     

La2—xSrxCuO4—δ多晶样品的差分比热

系统地研究了La_(2-x)Sr_xCuO_(4-δ)多晶样品的差分比热.La_(2-x)Sr_xCuO_(4-δ)超导转变的比热跳跃△C 和超导转变温度 T_c 随 Sr 含量而有规律地变化.在 x=0.15处,△C/T_c 和Sommerfeld 常数△γ=C_(es)/T-C_(en)/T 均为极大值,当 Sr 含量偏离 X=0.15时,比热反常峰变圆滑,峰值和 Sommerfeld 常数 △γ 减小,T_c 降低.约化比热反常△C/△γ(0)T_c 随样品烧结条件改变出现不同的变化趋势.上述现象表示,最均匀的超导电性只出现在 Sr 含量x=0.15附近很窄的范围内.     

Nb_3Sn正常-超导转变时的比热反常

在16.0°K—20.3°K之间测量了Nb_3Sn样品的热容量。Nb_3Sn在临界温度附近的比热跳跃值ΔC=2.21(±5％)焦耳/克分子·度。样品的临界温度T_c=17.88°K,转变宽度ΔT_c≈0.2°K。ΔC值利用热力学关系式确定了Nb_3Sn在0°K时的热力学临界场H_0=5300奥斯特。 利用本文的结果和文献上关于热膨胀系数的跳跃值Δα及T/P值验证了热力学关系式。 扼要地描述了比热测量装置.     

C-15结构(Hf,Zr,Ta)V_2和(Hf,Zr,Nb)V_2合金超导转变的压力效应研究

本文研究了C-15结构化合物(Zr_(0.5)Hf_(0.5)-xTa_x)V_2(x≤0.2)和(Hf_(0.5)Zr_(0.5-x)Nb_x)V_2(x≤0.2)的超导转变温度T_c及其压力效应T_c/P。报道了实验方法与结果。与(Hf_(1-x)Ta_x)V_2和(Zr(1-x)Ta_x)V_2的情况不同,在(Zr_(0.5)Hf_(0.5-x)Ta_x)V_2中Ta的引入使常压下的T_c下降,然而T_c/P却大为提高。因此高压下Zr_(0.5)Hf_(0.45)Ta_(0.05)V_2的T_c反而比Hf_(0.5)Zr_(0.5)V_2更高。导出了一个基于角动量分波表象能带论方法的描述压力效应的新关系式。它指出导带电子波函数中的高角动量成分变化对T_c的压力效应影响比较重要。这个公式有助于理解上述复杂的实验现象,并能合理地解释某些元素(如Cs,Ba,La等)的T_c随压力剧增的事实。     

R_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O(7-δ)超导T_c与稀土离子半径的关系

实验研究了R_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)系列的超导T_c和正常态电阻率,其中R=Nd,Dy,Tm,Yb和Lu。实验结果表明,Pr的部分替代导致超导T_c的抑制,其T_c抑制速率、临界Pr浓度X_(cr)和正常态电阻率与R三价离子半径之间有着密切相关。这个离子尺寸效应的起因可能与PrBa_2Cu_3O(7-δ)晶胞团的形成有关。     

金属玻璃(Cu_(1-x)Ni_x)_(33)Zr_(67)的超导电性

本文研究了金属玻璃(Cu_(1-x)Ni_x)_(33)Zr_(67)的超导电性.测量了超导转变温度T_c、上临界磁场H_c_2和其它重要物理量.结果分析表明:这些金属玻璃属于弱耦合超导体.随着Ni含量增多,T_c提高.由(dH_c_2/dT)_(T_c)的测量得到费米面上电子态密度N(0).Varma-Dynes参数δ粗略地是常数.较高的N(0)相应于较高的T_c.N(0)是支配超导行为的基本参量.     

关于高T_c氧化物超导体的能隙及其超导态下残余电子比热问题

本文讨论了自由载流子负 U 中心相互作用机制下高 T_c 氧化物超导体的能隙和超导态下极低温时残余线性电子比热项的问题。对 La-Sr-Cu-O 和 Y-Ba-Cu-O 两个系统所得的能隙的数值计算结果分别为2△(0)/k_BT_c=4.00和4.22;两系统的超导态下极低温时残余线性电子比热项的电子比热系数分别为 C_1=2.25和3.04 mJ/mol·K^2.这些数值计算结果与实验数据比较大体一致.     

关于高T_c氧化物超导体的能隙及其超导态下残余电子比热问题

本文讨论了自由载流子负 U 中心相互作用机制下高 T_c 氧化物超导体的能隙和超导态下极低温时残余线性电子比热项的问题。对 La-Sr-Cu-O 和 Y-Ba-Cu-O 两个系统所得的能隙的数值计算结果分别为2△(0)/k_BT_c=4.00和4.22;两系统的超导态下极低温时残余线性电子比热项的电子比热系数分别为 C_1=2.25和3.04 mJ/mol·K~2.这些数值计算结果与实验数据比较大体一致.     

具有孪晶结构并计及涨落效应的高Tc超导体的比热

用临界区涨落效应及有孪晶结构推广的 GL 理论,获得了具有孪晶结构高 T_c 超导体的比热方程式,将其应用到具有孪晶结构的 YBa_2Cu_3O_(7-x)样品上,其结果与实验结果相符.     

使用基体烧结方法进行高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x的制备和研究

使用基体烧结方法,得到零电阻温度为109K 块状高温超导体 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x.测量了样品的电阻率、AC 磁化率与温度的关系,进行了 X 射线衍射、SEM 及 EDX 等分析,初步地研究了高 T_c2223相在不同热处理条件下的形成和分解.实验结果表明,在860℃,200h热处理条件下,样品基本上属于高 T_c2223相,其品格参数为 a=b=5.408(?),c=37.110(?).当热处理时间低于200h 时,样品中高 T_c2223的体积随热处理的时间增加而增大.在300h 热处理后的样品中,部分高 T_c2223相已经分解成为 T_c2122相和杂相.     

使用基体烧结方法进行高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x的制备和研究

使用基体烧结方法,得到零电阻温度为109K 块状高温超导体 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x.测量了样品的电阻率、AC 磁化率与温度的关系,进行了 X 射线衍射、SEM 及 EDX 等分析,初步地研究了高 T_c2223相在不同热处理条件下的形成和分解.实验结果表明,在860℃,200h热处理条件下,样品基本上属于高 T_c2223相,其品格参数为 a=b=5.408(?),c=37.110(?).当热处理时间低于200h 时,样品中高 T_c2223的体积随热处理的时间增加而增大.在300h 热处理后的样品中,部分高 T_c2223相已经分解成为 T_c2122相和杂相.     

C15相(Hf_0.5—xTa_xZr_0.5)V_2H_y系超导电性研究

对C15相(Hf_0.5-xTa_xZr_0.5)V_2H,系的超导电性研究表明,该系的T_c～y关系及H影响T_c的机制与Pd-H系不同。热中子非弹性散实验的结果表明,声频支对T_c的变化是重要的.根据Jacob和Miedema的理论,对在小浓度和大浓度时,氢在不同间隙位置的分布作了理论分析,似乎当氢原子主要占据2Zr—2V间隙位置时,T_c升高.对此,本文提出一种可能的解释.     

Ta对C—15相V_2Hf和V_2(Zr_(0.5)Hf_(0.5))系列声子性能的影响

本文用中子飞行时间方法对C-15相的超导材料V_2Hf,V_2Ta和V_2Hf_(0.8)Ta_(0.2)以及V_2Zr_(0.5)。Hf_(0.5)和V_2Zr_(0.5)Hf_(0.33)Ta_(0.17)的热中子非弹性散射谱作了测量,并计算出相对的广义声子态密度。结果与早先发表的Nb对C-15相V_2Zr和V_2(Hf_(0.5)Zr_(0.5))系列声子性能的影响一致:声子频率随超导转变温度T_c增加而软化,随T_c减小而硬化。这表明,对于此类材料弹性软化在一定程度上对提高T_c起了作用。结果还进一步表明V_2Zr或V_2Hf与V_2(Zr_(0.5)Hf_(0.5))之间有着质的差别,V_2Hf加Ta后,T_c增加,声子频率软化,而V_2(Zr_(0.5)Hf_(0.5))加Ta后,T_c减小,声子频率则略有硬化。这与V_2Zr和V_2(Hf_(0.5)Zr_(0.5))加Nb的结果是一致的。此结果可以用角动量分波表象的能带论方法分析电-声耦合相互作用得出的杂化理论来定性解释。