水份对YBa_2Cu_3O_7超导电性的影响

在高 T_c 超导体的应用中,首先遇到和必需解决的是稳定性问题,特别是在潮湿空气和浸水条件下,对样品超导电性的影响.但在至今所进行的相应的研究中,都不能定量地测定样品中的水含量.本文采用热中子透射法测定了样品的水含量,从而定量地研究了水含量对超导样品性能的影响.     

融熔织构YBa_2Cu_3O_7的电阻展宽

测量了融熔织构 YBa_2Cu_3O_7在磁场中电阻转变的展宽效应.发现 R(T,H)=R_0exp[-U_0/k_BT],仍满足 Arrhenius 关系,钉扎能 U_0(H)仅为 eV 量级.讨论了影响 J_c 和磁通蠕动的因素.     

YBa_2Cu_3O_(7-y)单晶体的研制

用助熔剂缓冷法成功地生长出了YBa_2Cu_3O_(7-y)单晶体。晶体的最大尺寸可达2×1×0.5mm~3。单个晶粒的粉末X射线衍射确认该晶粒为正交的YBa_2Cu_3O_(7-y)相。劳厄照相证明此晶粒为单晶体。对上述单晶体的交流磁化率测量表明,该晶体的超导转变温度为90.5K。对生长中观察到的一些现象也进行了简单讨论。     

正交和四方YBa_2Cu_3O_(7-x)的热膨胀系数

用电容法测量了正交和四方YBa_2Cu_3O_(7-x)的热膨胀系数与温度的关系。结果表明,正交样品在205K附近,四方样品在92—130K之间热膨胀系数有异常。估计前者可能与晶格的不稳定性有关,说明具有较强的电-声子相互作用,后者可能与结构转变有关,因此破坏了高温超导电性。同时也发现正交样品在92K热膨胀系数有微小跳跃。由此估计了压力效应。     

YBa_2Cu_3O_（7－x）和GdBa_2Cu_3O_（7－x）薄膜中涡旋

本文给出了具有高密度孪晶界ｃ取向ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ外延薄膜存在涡旋玻璃转变及很好的标度行为的实验证据．在有α方向晶粒或４５°晶界的ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ外延薄膜中存在涡旋玻璃转变但在转变温度附近观察到磁通蠕动和热激活磁通流动的某些特征．这些结果可以在涡旋玻璃理论，Ａｎｄｅｒｓｏｎ－Ｋｉｍ磁通蠕动模型以及热激活磁通流动模型框架内给于很好的解释．     

YBa_2Cu_3O_7_薄膜热激发磁通蠕动研究

本文选择两块零电阻温度分别为82K 和71K 超导性能不同的簿膜徉品, 同步进行了电阻在外滋场中展宽的测量, 并用Palstra 所提出的Arrhenius 定律研究两样品热激活能的差别。实验发现样品热激活能随磁场增加线性下降. 由测量结果推出的不可逆线仍有B * -(l -T*/T_c_)**3/2形式.关键词：     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体磁弛豫

我们用振动样品磁强计研究了多晶和熔融织构 YBa_2Cu_3O_(7-δ)样品磁弛豫特性.发现在液氮温度77K 下,两种样品的零场冷磁化强度 M 仍随时间 t 呈对数衰减.表明 P.W.Ander-son 的经典磁通蠕动理论在该温度下适用于高 T_c 氧化物超导体.实验还给出了磁弛豫S=-((?)M)/((?)lnt)随外场的变化关系.对于多晶样品,当外场 B>B~*(穿透场),S 正比于 B~(-α),文中对这一关系进行了解释.     

YBa_2Cu_3O_7外延薄膜可重复的电子隧道谱

我们用YBa_2Cu_3O_7(YBCO)外延薄膜和蒸发的 Pb 膜制备了隧道结.这些隧道结具有很好的和可重复的特性.在高于块状 YBCO_t 临界温度以上,结的电导 G_n(V,T)与电压 V 和温度 T 有关.在150K,电导曲线可用下列公式来拟合:G_n(V,T)=G_n(0,T)+(V/10mv)^(1.65).低于90K 时,可以看到与 YBCO 的高 T_c 超导电性相伴随的结构;低于 Pb 的 T_c 时,还可以看到 Pb 的能隙以及声子所感应的结构.这些结构在所有的隧道结上是重复的,并且在40多天的时间内可重复测量许多次.由漏电电流很小(小于1%)以及 G(O,T)曲线在90K 处斜率突然变化,我们确信这些结构是 YBCO 的本征性质.我们估计出 YBCO 的能隙参数△=19meV,由此得出2△/kT_c=5.0在1.2K;零偏压电导 G(0,1.2K)是有限值,近于40%G(100mV,1.2K).这说明,在 YBCO 的超导态,Fermi 能级处是有状态的.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体的微波特性

本文对YBa_2Cu-3O_(7-δ)材料的表面阻抗的系列研究工作进行了归纳.与经典超导体相比,该类氧化物超导体的微波表面电阻在低温区所呈现的反常,当源于材料的内在特性.我们认为它是材料中存在一定量的未配对载流子所致;而其中 CuO 链的影响是应当考虑的.基于YBa_2Cu_3O_(7-δ)的格胞排序组构,借鉴 Allender 模型,我们提出了修正电导率σ.∝ln(Δ/(?)ω)·[c_1e~(-Δ/K_BT)+(1-c_1)((K_BT)/Δ)]来表征材料的传导电性.基于该设想的微波表面阻抗理论值能很好地吻合实验数据;进而,据此可估计出 YBa_2Cu_3O_(7-δ)的序参数值.如 H_c_1H_c_2,ξ,Δ(0),l.     

YBa_2Cu_3O_7－δ超导薄膜J_c的角度关系

实验测量了在８１Ｋ温度和直到６Ｔ各种磁场下临界电流密度与角度θ（磁场与ａｂ面的夹角）的关系，实验结果与有关的物理模型的比较表明、有效质量模型能更好地描述我们的结果．     

YBa_2Cu_3O(7-δ)/势垒层/YBa_2Cu_3O_(7-δ)三层结构的制备

本文采用射频磁控溅射法分别以 CeBa_2Cu_3O_(7-δ)和 MgO 为势垒层,原位制备出 YBa_2Cu_3.O_(7-δ)/CeBa_2Cu_3O_(7-δ)/YBa_2Cu_3O_(7-δ)和 YBa_2Cu_3O_(7-δ)/MgO/YBa_2Cu_3O_(7-δ)三层结构.文中给出了一些初步的实验结果,它们表明:在 YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜与势垒层之间有较严重的互扩散.     

Y稳定的ZrO_2基体上YBa_2Cu_3O_7／SrTiO_3／YBa_2Cu_3O_7异质外延三层膜的制备、超导性能和显微结构

采用磁控溅射方法在（１００）ＹＳＺ基底上沉积了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７／ＳｒＴｉＯ３／ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７异质外延三层膜，利用交流磁化率和四引线电阻测量的方法确定了三层膜的超导性能，利用Ｘ射线衍射和透射电子显微镜研究了三层膜的结构特征．研究结果表明，膜层的结晶质量较好，临界转变温度Ｔｃ在８３．Ｋ和８６．７Ｋ之间．ＹＢＣＯ膜层中的绝大多数甚至全部）晶粒为Ｃ取向，在有些膜中只存在少量的ａ或ｂ取向的ＹＢＣＯ晶粒．三层膜中层界面比较清晰但不十分平整．在膜／基界面处有８－１０ｎｍ厚的过渡层，它由多晶的ＢａＺｒＯ３组成．膜层和（１０）ＹＳＺ基底之间具有如下的外延生长关系ＹＳＺ［００１］／／ＹＢＣＯ［１１０］／／ＳｒＴｊＯ３［１１０］；ＹＳＺ（１００）／／ＹＢＣＯ（００１）／／ＳｒＴｉＯ３（００１）．     

化学法制备YBa_2Cu_3O_(7-x)膜中温处理过程相转变研究

本文探究了中温处理过程温度对膜表面形貌、厚度以及Ba_(1-x)Y_x F_(2+x)(BaYF)固溶体相转变的影响.研究表明,在中温处理过程中膜的厚度会随着温度的升高而降低,最后得到的中温处理膜表面无褶皱和裂纹;具体在这一过程发生的反应为当中温处理温度为520℃时,部分BYF固溶体转变为BaF_2,其中的Y元素以YF_3的形式与水汽反应生成Y_2O_3;当温度升高到680℃时,生成的Y_2O_3与CuO反应生成Y_2Cu_2 O_5;当中温处理温度为700℃、720℃,从XRD图中观察到部分BaF_2开始与水反应生成BaO;当温度升高到740℃时,BaF_2峰完全消失,说明膜中的F元素已完全以HF气体的形式释放出去,而生成的BaO则与Y_2Cu_2O_5反应生成YBCO.     

YBa_2Cu_3O_z超导体的低温稳定相

基于8点长方集团变分模型,并引入各向同性最近邻相互作用,以及各向异性次近邻相互作用,计算了YBa_2Cu_3O_z两Ba层间铜氧平面上□—O系统的有序—无序相变图,不仅在z=7.0附近得到具有超导电性的正交相,并且在z=6.5附近得到具有两倍晶格长度的另一种正交相(正交相Ⅱ)。     

YBa_2Cu_3O_7中Cu、O离子价态的研究

采用不同的原子集团模型研究了 YBa_2Cu_3O_7高 Tc 超导材料中 Cu、O 离子的价态,用局域密度泛函理论自洽求解单电子方程得到系统的电子结构及离子价态.详细讨论了原子集团周围环境离子的电子分布对原子团内 Cu、O 离子价态的影响.结果表明,Cu 离子均为+2价,空穴分布在氧上,这与实验结果一致.在四种氧位中,空穴主要分布在 Ba-O 层内的O(4)上,空穴的分布易受原子团周围离子的电子分布变化的影响.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导膜的Raman标定

ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导膜的Ｒａｍａｎ标定张鹏翔１，２，Ｈ．－Ｕ．ＨＡＢＥＲＭＥＩＥＲ２，Ｍ．Ｃａｒｄｏｎａ２（１云南工业大学材料科学与工程系昆明云南６５００５１中国）（２Ｍａｘ－Ｐｌａｕｄ－ＩｎｓｔｉｔｕｔｆüｒＦｅｓｔｋｏｒｐｅｒｆｏｒｓｃ...     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)/BaHfO_3/YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合多层涂层导体的织构外延及临界电流特性

通过脉冲激光沉积技术(PLD),在氧化物缓冲层合金基底上外延生长一系列具有相同厚度,不同BaHfO3插层数(N=0、1、2、3)的YBa_2Cu_3O_(7-δ)/BaHfO_3/YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合多层膜.X光衍射分析表明:所有样品都是c轴取向,随着层数的增加,薄膜的面内和面外织构有一定的退化.拉曼光谱图也可以看出除了N=3的样品有微弱的a轴峰,其它样品都只有c轴峰.通过扫描电镜观察发现,BaHfO_3插层的引入没有对YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜表面产生明显的影响,薄膜表面光滑无裂痕.通过原子力显微镜发现YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜的粗糙度在引入单层BaHfO3插层时最大,之后随着插层数的增加而减小.感应法测试表明,BaHfO3插层数为N=1时,YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜的临界电流密度Jc(77K,自场)达到2.86 MA/cm2.在场临界电流表明,引入较少BaHfO_3插层(N=1、2)表现相对好的磁场依赖关系.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)中的磁有序和超导电性

我们在一块 Y-Ba-Cu-O 的薄膜上发现存在两次电阻转变,其一发生在120K 到室温的某一温度,另一个转变总是发生在90K.微型磁扭摆实验及 A.C 磁化率实验表明发生在较高温区的电阻跃变伴随着磁有序化;而发生在90K 的跃变是超导转变.作者认为发生在高温区的磁有序与氧空位的完全有序和 Cu^(3+)/Cu^(2+)的比值有关.     

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.     

Al局域替代YBa_2Cu_3O_7中的Cu引起的电子结构变化

本文用 Recursion 方法研究了 Al 局域替代 YBa_2Cu_3O_7中的 Cu(1)引起的电子结构变化.研究发现 Al 的替代对替代晶位及其近邻的电子结构性质有重要影响.这些性质包括分波态密度、成键态的类型和强弱、晶位的原子价等.计算表明,Al 替代将导致电荷发生迁移,铜氧层内空穴减少,我们认为,这正是 Al 低浓度替代时 YBa_2Cu_3O_7超导转变温度下降的主要原因.