(Hg,M)-1222相铜氧化合物的合成及其超导电性研究(M=W、Mo、Ti、V、Cr)

分别用固相反应和柠檬酸盐溶胶－凝胶法制备义组成为Sr2(Gd1.5Ce0.5)Cu2Oz的前驱物,再用真空烧结的方法合成了（Hg,M)－1222相铜氧化合物（Hg0.75M0.25)Sr2(Gd1.5Ce0.5)Cu2Oz(M=W,Mo,V,Cr,Ti)。溶胶－凝胶法同固相法相比混合更均匀,反应温度低,成相情况好,改进该方法后,用溶解度较高的Ce（NO3）3代替不溶于硝酸的CeO2,制得了纯1222相。研究了不同退火条件对样品电阻温度特性的影响的影响,发现高氧压退火有助于超导转变,M＝W,Mo时得到超导体,Tc(onset)在13－27K之间。     

新系列超导相TlBaCan-1CunO2n+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TlBa₂Ca_n-1Cu_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_4h¹-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。TlBa₂Ca_nCu_nO_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Tl₂Ba₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4型体心四方晶胞超导相不同,TlBa₂Ca_n-1Ca_nO_2n+2.5结构中缺氧类钙钛矿型结构单元[Ba₂Ca_n-1Cu_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[CuO₄]和[CuO₅]的数目有关,而且与Tl-O的隔层数目有关。 关键词：     

化学溶液法制备Bi-2212超导厚膜及表征

在柔性衬底上制备的Bi-2212(Bi2Sr2CaCu2O8+x)超导厚膜在高场低温下有高的临界电流密度、可塑性好、易加工成材等特点,因而有广阔的应用前景.所以制备低成本、高性能的Bi-2212厚膜技术已经成为此类高温超导材料实用化的关键.本文系统的研究了采用Bi系超导粉前驱化学溶液的方法进行Bi-2212超导厚膜的制备和表征.对制备超导厚膜过程中的关键步骤做了系统的研究,主要包括局部熔融烧结温度、固相烧结温度、匀胶机最高转速、涂层的厚度等对超导转变温度和转变宽度的影响.我们得出最佳的烧结温度和固相温度分别是888℃、845℃,并发现随着匀胶机转速和涂层厚度的增加,超导膜的转变温度逐步提高,当最高转速为4000r/min,涂层厚度设定为七层,制备出的超导膜R～T曲线的第二个相转变点消失了.制备出的超导膜的转变温度在90K左右.与此同时还进行了XRD、SEM测试表征.最终可以得到均匀平整无裂纹的高质量Bi-2212超导厚膜.     

BPSCCO(2223)中类Ca2PbO4杂相析出的动力学研究

利用等温原位电阻测量和热重分析等方法,深入研究Bi_(1.6)Pb_(0.4)Sr_2Ca_2Cu_3O_(10+5)超导材料在不同温度下氧气和空气中的退火行为,发现电阻率和重量均随退火时间单调增加,最后趋于平衡.同时观察到类Ca_2PbO_4杂相析出,调制结构由Pb型(波矢q=β_1b)逐渐转变为Bi型(q=β_2b+c),适量的杂相析出使T_c(0)有所增高.根据电阻率变化的规律判断,类Ca_2PbO_4杂相析出受2223母相Bi_2-O_2层中Pb~(+2)离子的二维扩散控制,求得Pb~(+2)离子 关键词：     

系列退火条件下Bi2201相超导电性的进化

通过对Pb掺杂Bi2201相超导样品进行系列条件下的真空退火处理,固定退火时间,调节退火温度,使得样品氧含量随退火温度升高而降低,从而使样品载流子浓度随退火温度升高而依次降低,进而影响样品超导电性.我们系统研究了退火条件、正常态电阻率和超导电性之间的关联,确定了样品最高超导转变温度的退火条件,讨论了Bi2201相超导样品在系列退火条件下其超导电性的进化,并获得了该体系最高超导转变温度Tconset=43K.     

缺Sr的Bi-2201相材料的微结构研究

对名义组份为Bi_2Sr_(2-x)□_xCuO_y(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,其中□为空位)的系列样品的微结构进行了研究。电子衍射的研究表明,缺Sr的Bi-2201相的调制波长随着x值的增加而明显减小。Raman散射结果则显示随着调制波长缩短,晶体的结构畸变加剧,晶格无序度增加。利用调制的晶格失配模型讨论了这种由缺Sr所造成的结构畸变行为,并由此指出在Bi系氧化物中非公度调制与晶格的有序度很可能是相关的,调制波长缩短,晶格无序度增加;反之则减小。 关键词：     

高T_c氧化物Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的磁化和H_(c1)

高T_c氧化物 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y(x=0.2,0.3,0.4,0.5)大块超导体的 Meissner 效应表明存在110K 和85K 两个超导相,并且以110K 相为主,抗磁转变起始于103K 附近.不同样品在77.3K 的磁化实验表明,当 x≤0.3时,H_(Cl)≈28Oe,当 x>0.3时,H_(cl)=25Oe.x=0.3的样品在不同温度下的磁化实验结果表明,在 T=77.3—95K 之间,H_(Cl)与 T 成线性关系,且 dH_(Cl)/dT=-1.07Oe/K.两个超导相的存在导致磁化曲线峰的拉宽,且拉宽程度与85K 相所占的比例有关.     

CuCo2S4系统的掺杂与超导电性

尖晶石型CuM2S4(M=Co，Rh，Ir)族硫化物中，CuRh2S4为4．7K的超导体，CuIr2S4在230K经历金属-绝缘体相变，用Zn替代Cu后可成为超导体，CuCo2S4是否具有超导电性目前仍有争议．本研究了CuCo2S4及其掺杂体系的成相及其电、磁性质，表明单相CuCo2S4在1．8K以上不超导，而在Cu1 xCo2-xS4和CoS2的复相样品中观察到～3．5K的超导转变．另外少量Zn替代Cu引入杂相，在样品中未能观察到超导电性．     

原位法MgB_2-B_4C复相超导体合成及相含量调控研究

以B4C和Mg为原料合成的MgB2-B4C复相超导体具有高的临界电流密度(Jc)和高的超导转变温度(Tc),是一种有潜力的实用MgB2超导材料,其成相机理对复相MgB2超导体的相含量调控和磁通钉扎研究具有重要意义。结合经典烧结理论,研究了B4C-Mg真空固相烧结制备MgB2-B4C复相超导体的超导相形成和晶粒生长过程,给出了B4C-Mg的金斯特林格扩散模型和MgB2晶粒生长过程。通过选择B4C原料粒径,MgB2-B4C复相超导体超导相体积相含量在18%-88%范围可控。相含量88%的MgB2-B4C复相超导体临界转变温度达33.5K,转变宽度1.5K。10 K环境6T外场下电流密度可以达到1×104A/cm2,表明MgB2-B4C复相超导体具有良好的磁通钉扎行为。     

高T_c Y-Ba-Cu氧化物超导体系的半导体相转变

本文研究高T_cY-Ba-Cu氧化物超导样品中半导体相,把它与超导相的扫描X射线能谱相比较,发现半导体相缺钡。控制退火温度,气氛和偏析等手段,使含半导体相较多的样品表层Ba的比例接近超导相比例,在样品表层形成超导层,实现半导体相向超导相转变。     

Bi—Sr—Ca—Cu—O体系中的120K超导相研究

本文报道了在 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系中发现120K 相的实验结果.样品的电阻在130K 时开始超导转变,在120K 时下降到约为130K 时的8%,最后在98K 出现零电阻.文中对样品进行了相分析和显微结构观察.     

Sm2-xCexCuO4的物性研究

制备了Sm2-xCexCuO4的多晶样品.X-射线粉末衍射结果表明,该系列样品为K2NiF4214结构,当0.090.17时,为T'相.电阻率测量在0.15,0.17,0.19样品上观测到超导转变.最高Tc对应于x=0.17为13.6K,均远低于(Pr0.8La1.2)1.85Ce1.2CuO4 的超导转变温度(30K).这是由于该系列样品在远高于超导转变温度时就存在更强的载流子局域化效应.磁化率测量结果表明x=0.17的样品为体超导.该体系样品的Tc低、抗磁信号小与载流子的强局域化效应有关.热电势测量结果表明,在最佳超导组份附近斜率改变符号,欠掺杂区域载流子为电子型,过掺杂区域载流子为空穴型.     

液态Bi的过冷及Bi-Ⅱ高压相的形成

 本文研究了常压下液态Bi在落管所提供的高清洁、无容器环境中自由下落和在氦气保护下经循环过热处理后的过冷行为。通过控制液滴的尺寸和冷却速率得到了较大的过冷度。过冷样品具有与常压稳定相Bi-Ⅰ（三角点阵）完全不同的单斜点阵。其点阵参数为a=0.696 8 nm，b=0.628 6 nm，c=0.339 7 nm, β=110.33°；单胞体积为0.148 8 nm³，它与Brugger等人在2.6 GPa下得到的Bi-Ⅱ高压相（单斜点阵）的单胞体积相比，后者有一个9.34%的体积压缩，这与Bridgman的结果符合得很好。     

Bi系中Pb的替代及其超导电性

分析了不同的降温速率对名义的 Bi_(1.7)Pb_(0.3)Sr_2Ga_2Cu_3O_y 样品的超导行为的影响,认为Pb 的替代并不能导致其 T_c 的提高,相反会有可能将原来的110K 相变成 100K 相,将原来的85K 相变成为72K 相,110K 相和100K 相以及85K 相和72K 相之间的结构框架没有本质的差别,所不同的是 Pb 在其中占据的位置,降温速率对其超导行为的影响可能是由于 Pb 在其中占据位置的有序分布的不同所致.     

基于碳化硼复相MgB2超导体制备及特性

以廉价的B4C粉和Mg粉为原料,用真空固相反应法成功制备了复相MgB2-B4C超导材料,通过X-射线和扫描电子显微镜分析了样品的成相和织构,除MgB2、B4C和MgB2C2外样品中未明显检测到其它杂相,其中MgB2相含量高达87.7%.电阻-温度特性测量表明,所制备的样品零电阻温度Tc(0)=31.5 K,转变宽度(T...     

Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O体系的氧空位、局域化和超导电性

本文讨论了热处理过程对浇铸退火方法制备的 Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O 样品的电子输运性质和超导电性的影响.分析了发生非金属-金属(超导)转变的物理过程.指出无论是原子的无序分布,还是氧空位所引起的无规势场增强,都会导致电子局域化增强,使得样品金属性减弱和超导转变温度降低.     

高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_y中的表面超导相

在 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_y 样品中存在着110K 和85K 两个超导相,样品的零电阻温度为105K.磁化率、比热以及不同温度下的 M-H 曲线测量结果均表明85K 相为表面超导相,在样品中占有较小的体积分数.文中还报道了样品的H_(c1)(0).     

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。     

YBa2(Cu0.95M0.05)3O7-δ的代换效应及其中子衍射研究

X射线衍射实验表明YBa₂(Cu_0.95M_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 关键词：     

Tl_4Ba_3Ca_3Cu_4O_y系统的超导电性和磁化反常

Tl_4Ba_3Ca_3Cu_4O_y 氧化物超导体中存在100K 和120K 两个超导相.测量电流为10mA 时,零电阻超导 T_c 为119K.DC 磁化结果表明:在77K 时不可逆场约为2200O_e,冻结磁通密度11.6G,样品是弱钉扎Ⅱ类超导体.Meissner 效应测量结果表明:Meissner 信号的61%是120K 相的贡献,39%是100K 相的贡献.超导体积的上限和下限的比较,不同磁场和测量电流的 R(T)超导转变以及磁化反常表明:我们的样品中存在着大量的弱连接超导电性,并构成邻近效应超导体,研究了它的日 H_(c2)(T).并由邻近效应超导体的磁化曲线演算出它的超导参量.