氧化物高温超导体Tc与内层轨道关联的关系研究

通过研究7大类40多个铜氧化物超导体系中Cu-O面最近邻阳离子(A)，我们发现了一个重要的规律——所有的A的内层p能级都与O的内层2s能级(-29．16eV)非常接近，分布在从-22．85～-3_4．80eV之间的一个窄小的区域内，而且此区域内没有任何非超导原子的p能级．详细的电子结构计算表明，所有的A的次内层p轨道都与Cu-O面上的O的内层2s轨道之间存在着轨道耦合关联，而且内层的关联强度与该体系的最高临界温度(Tc)成正比，关联强度越大，瓦越高．因此我们认为：A与O间的内层轨道耦合是高温超导现象产生的主要原因．     

C60分子电子性质的理论研究

根据C₆₀分子的结构特征,构造了电子的局域波函数,在该函数表象下计算了电子格点之间的跳跃能量.对不等性sp³杂化,通过优化计算,当有效核电荷数Z=1.112时,得到的能隙(最低未占据轨道(LUMO)与最高占据轨道(HOMO)之间的能量差)、能带宽度以及电离能阈值分别为1.70eV,12.19eV和8.13eV.这与实验结果符合得较好.与之相应的电子跳跃能量是：最近邻分别为-2.299eV,-2.113eV;次近邻分别为0.103eV,0.170eV;三近邻分别为 关键词：     

掺Pb的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体及非晶体的Raman光谱

本文研究了Bi2Sr2CaCu2O8单晶(Tc=85K)、Bi2-xPbxSr2Ca2Cu3Oy单相(Tc=107K)和Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O非晶体室温下20-720cm-1的Raman光谱.通过谱图的比较,我们认为456-466、631-650cm-1是高Tc氧化物的特征谱,它们与Cu-O链及Cu-O面上的强电子-声子耦合有关;掺Pb导致Bi(Pb)-O双层之间氧的分布改变,增强了Bi(Pb)-O双层之间的耦合,从而有助于提高超导转变温度Tc.     

铜氧超导电声耦合失效及强关联耦合实验证据

铜氧高温超导丰富的物理属性使BCS理论遇到严峻挑战.一系列关于电子及空穴载流子的理论和实验研究结果显示,"电声耦合"在铜氧超导电性中失效.如铜氧超导的转变温度Tc与价电子密度之间构成非单调"钟形"曲线分布,而"电声耦合"下两者之间则表现为单调指数关系.同时,Hall效应实验揭示Tc与空穴载流子浓度的关系也为"钟形"轮廓.两类实验结果一致表明,无论是空穴配对还是电子配对,铜氧超导Cooper对配对机制不符合"电声耦合"特征.另外,关于铜氧超导拆对能隙的研究,目前已获得丰富的实验结果,飞秒激光和光子反射谱测量显示,拆对能隙分别达到1.5eV左右及1.2~2.1eV,只有电耦合才能达到如此大的耦合强度.因此,电耦合的"激子"可能是建立铜氧超导微观机制的合理途径.Ginzburg早年设想的高温超导激子模式或许在铜氧化合物中实现.     

铜氧超导电声耦合失效及强关联耦合实验证据

铜氧高温超导丰富的物理属性使BCS理论遇到严峻挑战.一系列关于电子及空穴载流子的理论和实验研究结果显示,"电声耦合"在铜氧超导电性中失效.如铜氧超导的转变温度Tc与价电子密度之间构成非单调"钟形"曲线分布,而"电声耦合"下两者之间则表现为单调指数关系.同时,Hall效应实验揭示Tc与空穴载流子浓度的关系也为"钟形"轮廓.两类实验结果一致表明,无论是空穴配对还是电子配对,铜氧超导Cooper对配对机制不符合"电声耦合"特征.另外,关于铜氧超导拆对能隙的研究,目前已获得丰富的实验结果,飞秒激光和光子反射谱测量显示,拆对能隙分别达到1.5eV左右及1.2~2.1eV,只有电耦合才能达到如此大的耦合强度.因此,电耦合的"激子"可能是建立铜氧超导微观机制的合理途径.Ginzburg早年设想的高温超导激子模式或许在铜氧化合物中实现.     

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.     

反应物NO的转动激发对反应N(4S)+NO(X2∏)→N2(X3∑g-)+O(3P)影响的立体动力学研究

采用准经典轨线方法,在碰撞能为0.6 eV时,研究了反应物NO分子的转动激发对发生在3A″和3A′势能面上的反应N(4S)+NO(X2∏)→N2(X3∑g-)+O(3P)的立体动力学性质的影响.详细讨论了在反应物分子的不同转动态下发生在两个势能面上反应的矢量性质.结果表明,反应物分子NO的转动激发对发生在3A′势能面上的立体动力学性质产生重大影响,这可能与该势能面上存在一个早期势垒有关.     

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。     

La1.85Sr0.15CuO4纳米线阵列的微结构与超导电性

采用溶胶-凝胶结合多孔氧化铝硬模板约束的方法,成功制备出直径约30nm的La1.85Sr0.15CuO4纳米线阵列,用XRD与X-ray EDX测定了所制备纳米线的物相与成分;FE-SEM与TEM表征了其形貌特征;由HRTEM与SAED测量分析了其微结构;磁化强度的测量结果表明样品具有Tc= 30 K的超导电性,比块材La1.85Sr0.15CuO4的Tc稍低.分析表明所制备的样品中存在一种a,b轴拉伸,c轴压缩的结构畸变,减弱了铜氧面内Cu3d和O2p轨道的杂化程度,减小了a,b面内的态密度,从而压制了体系的超导电性.     

Eu替代浓度对Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ体系电子结构和超导电性的影响

利用正电子湮没和X-射线衍射技术,对Eu替代Y位的Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1.0)超导体系进行了系统研究,分析了体系的电子结构和正电子寿命参数的变化特征.给出了超导转变温度Tc与Eu替代浓度x之关联.结果表明:所有Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ样品均保持与YBa2Cu3O7-δ(Y-123)样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命τm随Eu替代浓度x的增加而增加,反映了Eu替代Y位引起晶胞结构参量的变化不仅改变了Y位的电子密度,同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布及Cu-O面的层间耦合.