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 .     

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.     

Y_2O_3和BaCeO_3掺杂对YBa_2Cu_3O_(7-δ)多晶结构和超性质的影响（英文）

本文采用固相反应方法制备了一系列YBa2Cu3O7-δ(Y123)+0.25molY2O3+x wt%BaCeO3(x=0.0,2.0,5.0,10.0and 20.0)多晶样品,通过X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对Y2O3和BaCeO3的参杂的样品微观结构和超导转变温度进行系统的测量,发现Y2O3参杂到YBCO样品表面有球形或椭球形Y2Ba1Cu1O7-δ(Y211)粒子形成.依据SEM,XRD和电阻率测量,随着BaCeO3参杂量的增加,我们观察到样品的形貌变得越来越不均匀,所有样品的晶体结构有从正交相向四方相转变的趋势,超导转变温度呈金属状态到半导体状态转变的趋势,并伴有三步转变过程;同时也观察到了超导转变温度降低且转变宽度增加的现象,这些结果可以用氧分布的变化和缺陷的变化及氧缺陷来解释.     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的生长与退火效应研究

采用顶部籽晶提拉法成功生长出了Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ(x=0.07215,0.23960)单晶样品。利用X射线结构分析技术对生成单晶进行了表征,通过对样品进行了不同时间的退火处理,结合超导磁化特性测量,讨论了单晶样品超导转变温度Tc随退火温度和Pr替代含量的变化,并根据单晶样品磁化特性曲线,从低场下的布拉格玻璃态到高场下的磁通玻璃态的相变角度对尖峰效应进行了初步分析。     

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。     

新高温超导体Y_2Ba_4Cu_7O_(14 x)的结构

瑞士的J.Karpinski等人在研究YBaCuO系的压力-温度-组分相图时发现了一个新的超导相Y2Ba4Cu7O14 x.此后个久,法国的 P.Bo-rdet等人和上述科学家合作,用熔剂法在100bar氧压下1060℃保温60h,并以60℃/h缓冷至900℃,再以60℃/h冷却至室温,获得尺寸达1mm的完整单晶.使用的熔剂是共晶成分的BaCuO2 CuO,放入的原料是YBa2Cu3O6.940.交流磁化率测量显示此单晶的起始超导温度约40K.单晶的晶格常数 a≈0.385nm,b≈0.387nm,c≈5.03nm,属正交晶系,空间群为Ammm或它的一个子群.在单晶衍射仪上测定了6140个衍射峰强度.结构分析结果指出:这个新相…     

Y_1Ba_2Cu_3O_7晶格振动的对称性分析

运用群论方法,对高Tc超导体Y_1Ba_2Cu_33O_7的晶格振动模式进行了系统的对称分类。给出了T点、Y、Z、R点和∑、A线振动模式的对称分解、分导连接和对称坐标。     

Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导体的红外、远红外光谱

本文报道了Ti_xY_(l-x)Ba_zCu_3O_(7-8)(x=0.2和0.4)在4.2—300K的红外、远红外光谱。在50—360cm~(-1)波段内发现七个反射峰。它们分别与Ba,Cu,O离子团,Y,O离子团。Ti,O离子团,以及Cu--O键的振动有关,对于x=0.2的样品,存在两个反转结构。对于x=0.4的样品,则仅发现一个反转结构。在红外光谱中观察到六个反对峰和三个吸收峰,它们的强度大多随Ti含量的增加而增强。与Y_1Ba_2Cu_3O_(7-8)的光谱结果比校,讨论了声子峰及反转结构的物理起因。     

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。     

Dy~(3+)离子替代对Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相法制备了一系列样品Y2.95-xDyxAl5O12∶Ce3+0.05(x=0,0.59,1.18,1.77,2.36,2.95).用X射线粉末衍射法测量了Y3Al5O12∶Ce3+组成中Dy3+替代Y3+所造成的晶格膨胀,结果表明晶格膨胀与Dy3+替代量(x值)之间成线性关系.对样品的发射光谱分析表明Dy3...     

Y_2Ba_4CuZrO_y掺杂对单畴YBCO超导块材磁悬浮力的影响

采用顶部籽晶熔渗方法(TSIG)制备出直径为20mm的系列单畴YBCO块材,样品的成分为Y2Ba4CuZrOy(YZr2411):(Y2O3+1.2BaCuO2)=x:(1-x),其中,x=0、2、4、6、8、10,单位为wt%,并研究了不同掺杂量对块的表面形貌,磁悬浮力和微观结构的影响.结果表明,样品的表面形貌与YZr2411的掺杂量密切相关,当x≤2wt%时样品表面光滑且有明显的单畴性;当x≥4wt%时表面出现条形花纹.当x增大到8wt%以上时,样品就不能再保持原有的圆柱体形貌,而是向柱体外侧突出成四个扇瓣状.样品的磁悬浮力随着x增大先增大后减小,当x=6wt%时磁悬浮力最大为35.8N.样品显微结构表明,通过这种方法可以在YBCO超导块中引入纳米量级的YZr2411粒子,这些纳米粒子能够有效地提高YBCO超导材料的磁通钉扎能力.     

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的氧离子缺位数,氧空穴数变化与结构相变的关系

在空气、氮气、真空(10^(-3)乇)、氧气等气氛条件下,利用高温 X 射线动态跟踪法和 TG-DTA测定了 Y_1Ba_4Cu_3O_(7-δ)的结构和氧缺位量随温度的变化,注意到不同气氛对超导体中晶格氧和吸附氧的动态平衡的影响;测得氧缺位量δ与晶体结构转变之间的关系.根据文献[11]关于Cu-O 间电子转移的结论,计算出 Cu-O_2层中 O 的平均空穴数 n_h 与结构变化的对应关系.O≤δ≤0.25,0.25≥n_h≥0.125为正交超导相的稳定区,氧的空穴浓度为(1.44—0.72)x10^(21)/cm^30.25≤δ<0.5,0.125≥n_k>0为正交、四方相的转变过渡区;0.5≤δ≤1,n_h=0为四方非超导相的稳定区.因此,除了四方非超导结构区氧负离子取2价外,其它情况氧负离子也不总是取负2价.     

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的氧离子缺位数,氧空穴数变化与结构相变的关系

在空气、氮气、真空(10~(-3)乇)、氧气等气氛条件下,利用高温 X 射线动态跟踪法和 TG-DTA测定了 Y_1Ba_4Cu_3O_(7-δ)的结构和氧缺位量随温度的变化,注意到不同气氛对超导体中晶格氧和吸附氧的动态平衡的影响;测得氧缺位量δ与晶体结构转变之间的关系.根据文献[11]关于Cu-O 间电子转移的结论,计算出 Cu-O_2层中 O 的平均空穴数 n_h 与结构变化的对应关系.O≤δ≤0.25,0.25≥n_h≥0.125为正交超导相的稳定区,氧的空穴浓度为(1.44—0.72)x10~(21)/cm~30.25≤δ<0.5,0.125≥n_k>0为正交、四方相的转变过渡区;0.5≤δ≤1,n_h=0为四方非超导相的稳定区.因此,除了四方非超导结构区氧负离子取2价外,其它情况氧负离子也不总是取负2价.     

平均价电子数与掺杂Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)体系超导电性的关系

文中尝试引进平均价电子数对掺杂Y1Ba2Cu3O7-δ(YBCO)体系超导电性进行分析。结果表明,掺杂YB-CO体系的平均价电子数Zv与转变温度Tc、临界电流密度Jc之间有较好高斯分布规律。因此,提出用平均价电子数作为提高掺杂YBCO体系超导电性的一个新依据。这对今后制备出具有更高Tc、Jc的掺杂YBCO超导氧化物有很好的指导意义。     

Y_1Ba_2Cu_3O_7的维度特性分析

本文中利用变换生成函数的技术计算了在Y_1Ba_2Cu_3O_7晶格上无规行走的逃逸几率,得到了弱耦合极限下的渐近表达式,推算了Y_1Ba_2Cu_3O_7的维度与Cu-O层间的耦合参量的关系,并得到从低维到三维的渡越(crossover)。理论计算表明,Y_1Ba_2Cu_3O_7是一个十分接近三维的体系。     

Y2Ba1Cu1O5-δ掺杂对Y1Ba2Cu3O7-δ的超导电性及其晶格结构的影响

本文采用固相反应法成功制备出一系列Y123与Y211的摩尔比为1：x（x=0、0．14、0．27、0．3、0．35、0．4、0．45、0．47、0．5、0．8、1．18）的样品．实验结果表明：在0．35≤x≤0．5范围内,Y123的起始转变温度Tonset临界转变温度Tc以及转变宽度△Tc都在x=0．47出现了拐点,这...     

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。     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中的离子价键特性与超导电性

基于中子散射实验结果,应用键价计算方法研究了Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(x=0,0.2,0.4,0.6)体系中离子的价键特性。对Cu(1),Cu(2)及Y(Pr)的键价和计算结果表明,Cu(2)的键价和与超导临界温度(T_c)之间存在着强烈的关朕。在氧含量基本保持不变的情况下,随Pr含量的增加,体系中电荷分布发生改变,Cu(1),Cu(2)的键价和下降,Y(Pr)的键价和上升,CuO_2面内的空穴部分地被局域于Pr-o键上。Pr对超导电性的淬灭,主要应归结为Pr对CuO_2面内空穴的局域化作用。     

Ca掺杂对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.05≤x≤0.20)薄膜超导电性的影响

本文利用脉冲激光沉积法在(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7(LSAT)的(001)面上外延生长了系列Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.05≤x≤0.20)超导薄膜.充分退火后的样品均为富氧材料,其X射线衍射(XRD)数据显示样品具有良好(001)取向,随着掺杂量x的增大,样品有由正交相变为四方相的趋势.低场下M～T测量数据显示超导态时样品具有抗磁性,随着Ca含量的增加超导转变温度(Tc)降低,当x=0.2时,仅有46K.当外加磁场达到10kOe时,磁化发生反转出现正值,表现为顺磁迈斯纳效应.     

YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)超导体结构相变及其超导电性的研究

我们对YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)(0≤x≤0.07)超导体的结构相变与超导电性进行了系统研究。x射线衍射分析表明样品在x≈0.04时存在一个从正交晶到四方晶的结构相变过程,原胞体积随铁的组分增加而变大。R-T曲线测量得到零电阻温度随铁组分的增加迅速下降到液氮温度以下,零电阻温度T_c(O)随x增大而减小且在结构相变点没有突变。微结构分析表明从正交晶到四方晶的相变过程伴随着孪晶现象的消失。