Tl2Ba2Ca2Cu3O10的化学键性质和同质异能位移研究

在Tl2Ba2Can-1CunO2n 4(n=1,2,3,4)系列超导性氧化物中,Tl2Ba2Ca2Cu3O10具有最高Tc值(125 K)．利用电介质的平均能带模型计算了Tl2Ba2Ca2Cu3O10的局域化学键参数,得到Cu(1)-O键的共价性为0．561,Cu(2)-O键的平均共价性为0．296．应用化学环境因子计算了57Fe在Tl2Ba2Ca2Cu3O10中的穆斯堡尔同质异能位移,证实了57Fe在低掺杂时以Fe3 和Fe4 离子形式占据Cu(1)位置,而在高掺杂时以Fe3 和Fe4 离子形式分别占据Cu(1)和Cu(2)位置．结果表明,化学键理论计算有助于复杂晶体的穆斯堡尔谱的正确分析．     

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。     

Y_(0.5)Gd_(0.5)Ba_2Cu_3O_(7-δ)体系中通氧时间对超导转变温度的影响

研究了高温氧化物超导体Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ体系中通氧时间对超导转变温度及超导转变温区的影响。Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ样品是按相等摩尔数的Gd与Y元素配比,采用传统的固相反应法烧结而成的多晶块材。实验结果显示:Y0.5Gd0.5Ba2Cu3O7-δ烧结样品与YBa2Cu3O7-δ烧结样品均具有很好的单相性,在一定的通氧条件下其超导临界转变温度TC与超导初始转变温度TCO值相对YBa2Cu3O7-δ烧结样品有提高。文中对此结果进行了讨论。     

Cu位La、 Gd掺杂YBa2Cu3O7-δ结构和磁通钉扎的比较

多晶样品YBa2Cu3-xLaxO7-δ(0≤x≤0.15)和YBa2Cu3-xGdxO7-δ(0≤x≤0.15)通过固相反应法制备得来.通过结构参数分析,我们发现La首先替代Cu(1)位,然后开始部分替代Ba,而Gd开始替代Cu(2)位然后替代Cu(1)位.YBa2Cu3-xLaxO7-δ和YBa2Cu3-xGdxO...     

~(57)Fe,~(119)Sn掺杂Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+4)的化学键性质和Mssbauer谱位移研究

利用电介质的平均能带模型计算了Bi2 Sr2 Can- 1CunO2n +4 (n =1,2 ,3)的化学键参数 .应用由共价性和极化率定义的化学环境因子计算了57Fe和119Sn在Bi2 Sr2 Can - 1CunO2n +4 中的M ssbauer同质异能位移 ,确定了57Fe和119Sn在Bi2 Sr2 Can- 1CunO2n +4 中的价态和占位情况 .     

Eu3+:Ln2O2S(Ln=Lu,Y,Gd,La)晶体的角重迭参数计算

本文使用角重迭模型(AOM),针对Eu3+:Ln2O2S(Ln=Lu,Y,Gd,La)晶体系列,在考虑硫和氧两种不同格位的情况下,对f电子的全部四个角重迭参数eσ、eπ、eδ和eφ进行了计算,得到了一些基本规律,即中心离子与配位体之间的共价性大小次序为Lu～Y>Gd>La,并且Ln-O键的共价性要强于Ln-S键.     

(Y,La,Sc)-Ba-Cu-(O,F)超导体的电子结构,化学键与超导电性的量子化学研究

用非限制性CNDO/2计算方法和镶嵌簇模型,研究了(Y,La,Sc)-Ba-Cu-(O,F)中的电荷分布与键性,以及每种元素的作用,指出了Ba在这类超导体中起到对Cu原子上电荷调节及导致氧缺位的作用;Cu与O分别提供d及p轨道构成满带最高占领轨道;F代O使铜氧面上原子间耦合作用加强,有利于使T_c提高;Y位元素改变元胞中成键原子双原子能,特别是Sc取代Y或La都有Sc-Cu共价成键的明显效应,使层状结构破坏,这可能是ScBa_2Cu_3O_y无液氦温区超导电性的主要原因。     

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.     

高温超导GdBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜2×4阵列微桥单元及多元器件特性研究

在高 Tc超导 Gd Ba2 Cu3O7-δ薄膜上 ,采用光刻技术制成 2× 4阵列微桥单元及多元器件 ,对器件性能在液氮温度下进行了系统的观测。实验表明 ,Gd Ba2 Cu3O7-δ薄膜超导性能优异 ,稳定性很好 ,桥区尺寸较小的微桥呈现与双晶晶界结相似的 I- V特性 ,可能具有弱连接行为。而多单元串接微桥器件出现的多台阶式的特性 ,可望在红外探测计量及高频方面获得重要应用。     

稀土元素Gd掺杂BiFeO3的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的局域自旋密度近似加U法（LSDA+U:Hubbard参数）计算了多铁材料BiFeO3铁电相以及稀土元素Gd掺杂BiFeO3材料的能带结构、态密度（DOS）、原子轨道占据数和净电荷分布等,对稀土元素Gd掺杂BiFeO3可能引起的电子结构、介电常数和铁磁性的改变进行了第一性原理研究。计算结果表明：Gd掺杂对材料钙钛矿结构影响不大,BiFeO3铁电性主要来源于Fe原子3d轨道和O原子2p轨道杂化;掺杂Gd后材料中的Fe原子和O原子的共价性减弱,Bi原子和O原子的离子性增强,禁带宽度变窄,绝缘性减弱,铁磁性明显增强;计算得到的光学性质表明材料的静态介电常数有所增加。     

57Fe,119Sn掺杂Bi2Sr2Can-1CunO2n+4的化学键性质和Missbauer谱位移研究

利用电介质的平均能带模型计算了Bi2Sr2Can-1CuO2n 4(n=1,2,3)的化学化学键参数,应用由共价性和极化率定义的化学环境因子计算^57Fe和^19Sn在Bi2Sr2Can-1CuO2n 4中的Moessbauer同质异能位移,确定了^57Fe和^119Sn在Bi2Sr2Can-1CunO2n 4中的价态和占位情况。     

57Fe and57Co Mössbauer study of suppression of superconductivity in PrBa2Cu3O7−d

⁵⁷Fe and⁵⁷Co Mössbauer spectroscopy and X-ray diffractometry were used to study⁵⁷Fe- and⁵⁷Co-substituted PrBa₂Cu₃O_7–d samples. Our most striking result is that the isomer shifts belonging to both Co and Fe at four- and five-coordinated Cu(1) sites in the PrBa₂Cu₃O_7–d cuprate are significantly higher than those observed for the superconducting 1-2-3 compounds. This result is considered as being a consequence of suppression of superconductivity because the extra electrons from Pr fill in the holes in Cu-O planes due to the valence state of Pr higher than 3+ and due to hybridization of Pr-Cu-O orbitals, via the charge transfer mechanism between the Cu(2)-O planes and Cu(1)-O chains. Our results give evidence of the existence of the charge transfer mechanism between the planes and the chains, and of its important role in controlling the superconductivity with a charge reservoir behavior of the Cu(1)-O chains.     

Sr14-xCaxCu24O41的芯能级光电子发射谱

测量了准一维1/2自旋的反铁磁体系Sr14-xCaxCu24O41(x=0、3.5、6、7、8.4)多晶样品的芯能级光电子发射谱.各样品的Cu2p3/2的光电子发射谱中主峰峰位位于933.8eV左右,半高宽为3.3eV左右,拟合结果表明,当x=0时,Cu2+和Cu3+的质量分数分别为92.13%和7.87%;而Ca对A位Sr的替代对B位Cu芯能级的影响不明显,Cu2+和Cu3+的质量分数变化很小,估算得该体系中Cu离子的平均化合价为2.08;O1s的光电子发射谱中峰位位于531.0eV左右,并由于Ca对Sr的替代导致在低结合能方向出现一个小的台肩,该台肩来自于Ca-O键的贡献;Ca2p3/2的光电子发射谱中峰位位于346.4eV左右,Sr3d5/2的光电子发射谱中峰位位于133.4eV左右,证明在该体系中Ca和Sr的化合价均为+2价,没有混合价态存在.     

Crossing the gap from p- to n-type doping: nature of the states near the chemical potential in La(2)-(x)Sr(x)CuO(4) and Nd(2-x)Ce(x)CuO(4-delta)

We report on an x-ray absorption and resonant photoemission study on single crystals of the high-T(c) cuprates La2-xSrxCuO4 and Nd(2-x)Ce(x)CuO(4-delta). Using an intrinsic energy reference, we find that the chemical potential of La2-xSrxCuO4 lies near the top of the La2CuO4 valence band whereas in Nd(2-x)Ce(x)CuO(4-delta) it is situated near the bottom of the Nd2CuO4 conduction band. The data clearly establish that the introduction of Ce in Nd2CuO4 results in electrons being doped into the CuO2 planes. We infer that the states closest to the chemical potential have a Cu 3d(10) singlet origin in Nd(2-x)Ce(x)CuO(4-delta) and a 3d(9)L singlet origin in La2-xSrxCuO4.     

KDP和尿素晶体电子结构的第一性原理研究

基于第一性原理的平面波超软赝势法对KDP(KH₂PO₄)和尿素(CH₄N₂O)晶体的能带结构、电子态密度、电荷差分密度以及布局分析进行了计算讨论.结果表明:尿素晶体中的C1-O1、C1-N1、N1-H2和N1-H1键都具有共价键特性,带隙值为4.636 eV,价带顶主要由H-1s与N、O的2p态贡献,导带底主要是H-1s与C、N、O的2p态贡献;KDP晶体的H1-O1键具有离子性而P1-O1则具有共价性,带隙宽度为5.713 eV,价带顶主要由O-2p以及P-3p贡献,导带底主要由H-1s、P-3s和3p以及K-4s和3p态贡献.     

Strongly enhanced flux pinning in the YBa_2Cu_3O_(7-X) films with the co-doping of Ba TiO_3 nanorod and Y_2O_3 nanoparticles at 65 K

YBa2Cu3O7-x(YBCO) films with co-doping BaTiO3(BTO) and Y2O3 nanostructures were prepared by metal organic deposition using trifluoroacetates(TFA-MOD). The properties of the BTO/Y2O3co-doped YBCO films with different excess yttrium have been systematically studied by x-ray diffraction(XRD), Raman spectra, and scanning electron microscope(SEM). The optimized content of yttrium excess in the BTO/Y2O3co-doped YBCO films is 10 mol.%, and the critical current density is as high as ~ 17 mA/cm2(self-field, 65 K) by the magnetic signal. In addition, the Y2Cu2O5 was formed when the content of yttrium excess increases to 24 mol.%, which may result in the deterioration of the superconducting properties and the microstructure. The unique combination of the different types of nanostructures of BTO and Y2O3 in the doped YBCO films, compared with the pure YBCO films and BTO doped YBCO films, enhances the critical current density(JC) not only at the self-magnetic field, but also in the applied magnetic field.     

名义组分为Y_6Ba_(11)Cu_(16)O_x的纳米超导材料

采用柠檬酸盐热分解法制备了名义组分为Y6Ba11Cu16Ox的纳米超导材料。利用XRD对其粉体进行物相表征,发现其相是Y123和Y211的混合相,并测得两者之间的摩尔比为1∶0.14,同时把其XRD图谱与Y1Ba2Cu3O7-x的XRD图谱进行了对照分析。利用标准的四端引线法对其块体进行R-T分析,测出其起始转变温度Tonset=86.0K,转变宽度△Tc=6.7K,并表现出良好的超导电性,也相应地把其与Y1Ba2Cu3O7-x进行了对比。根据Scherrer公式计算得到样品的平均晶粒尺寸约为67.1nm。文中也分析了所制材料为混合物的原因。