Yb-Ba-Cu(O,F)体系超导电性、点阵常数和热学特性的研究

本文叙述了Yb-Ba-Cu(O,F)体系超导体的制备,点阵常数、单胞体积以及T_c随F加入量和O含量的变化。实验结果表明,在YbBa₂Cu₃O_7-x-δF_2x(0≤x≤1)体系中,O含量越低,T_c越高,点阵常数和单胞体积就越大。晶体结构分析结果证明点阵常数a与b的差值愈大的正交相结构,其超导性能愈好,表明一维Cu-O链结构对高T_c超导机制有重要作用。 关键词：     

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。     

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。     

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。     

YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_(7-δ)系统的超导电性与结构的关联

本文系统地研究了YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_(7-σ)中超导电性与物相以及结构变化之间的关系。发现当0相似文献   

金属间化合物Ho2Co17-xSix的结构和磁性研究

研究了非磁性原子Si替代Co对Ho2Co17金属间化合物结构和磁性的影响。X射线衍射结果表明,所有Ho2Co17-xSix（x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0）化合物都为Th2Ni17型六角结构;化合物的晶格常数和单胞体积都随Si含量的增加而呈线性下降。磁性测量结果表明,Ho2Co17-xSix化合物的饱和磁化强度随Si含量的增加而呈线性下降。从热磁曲线测量观察到,Ho2Co17-xSix化合物在x=0.5时可能呈面各向异性,当0.5≤x≤3.0时出现由易面到易轴的自旋重取向,自旋重取向温度Tsr随Si原子含量的增加先下降,而后双上升,在x=2.5处出现最低点。     

La2—xSrxCuO4—δ多晶样品的差分比热

系统地研究了La_(2-x)Sr_xCuO_(4-δ)多晶样品的差分比热.La_(2-x)Sr_xCuO_(4-δ)超导转变的比热跳跃△C 和超导转变温度 T_c 随 Sr 含量而有规律地变化.在 x=0.15处,△C/T_c 和Sommerfeld 常数△γ=C_(es)/T-C_(en)/T 均为极大值,当 Sr 含量偏离 X=0.15时,比热反常峰变圆滑,峰值和 Sommerfeld 常数 △γ 减小,T_c 降低.约化比热反常△C/△γ(0)T_c 随样品烧结条件改变出现不同的变化趋势.上述现象表示,最均匀的超导电性只出现在 Sr 含量x=0.15附近很窄的范围内.     

YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_z体系的Co,Zn共同掺杂效应

本文报道通过对YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_x(0≤x,y≤0.1)体系晶体结构、氧含量、正常态电阻-温度关系、Hall效应以及超导临界温度等的综合测量,发现随着Co和Zn含量的增加,体系经历了从正交结构的超导金属向四方结构的非超导半导体的转变,超导临界温度T_c和载流子浓度n_h均迅速下降,Co和Zn的同时掺杂效应不是两者分别掺杂效应的简单叠加,而是存在着强烈的相关性。实验结果表明,Cu-O链与Cu-O平面之间的相互耦合对体系的电子输运性质和超导电性有着重大影响。还对载流子特性以及T_c与n_h之间的关系作了初步探讨。     

Bi_2Sr_2CaCu_2O_8的晶体结构与超导性能

本文研究了Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中理想成份为Bi_2Sr_2CaCu_2O_8化合物的超导性能和晶体结构。名义成份为BiSrCaCu_2O_(5.5)零电阻超导转变温度T_c(0)=81.5K。用X射线粉末衍射方法测定了Bi_2Sr_2CaCu_2O_8的晶体结构,其基本结构属体心四方晶系,空间群为D_(4h)~(17)-l4/mmm,点阵常数a=3.825A,c=30.82A。每单胞化合式单位为2.2Ca占据2(a)等效点系,4Sr,4Bi和4Cu占据三组4(e)位置,其原子参数z分别为0.110,0.302和0.445,16O分别占据8(g),z=0.445和二组4(e),z=0.210和0.380。Bi_2Sr_2CaCu_2O_8晶体结构可认为是阳离子沿z轴的(00z)和((1/2)(1/2)z)交错排列,由Aurivillius相导生出来的。讨论了在Bi-Sr-Ca-Cu-O体系中可能存在的其它沿z轴不同堆垛层数的超导相。     

Si对LaNi_5相关系与贮H_2性能的影响

本文用X射线多晶衍射方法和差热分析方法研究了LaNi_(5-x)Si_x(x≤1.25)的相关系,用排水取气法测量了样品的吸H_2性能,LaNi_5,的固溶体和新的三元化合物LaNi_4Si形成共晶体系,共晶温度1170℃,共晶点x=0.96,在单相区中LaNi_5,相点阵常数随Si替代量增加,a减小,c增大,三元化合物LaNi_4Si属正交晶系,点阵常数a=8.382,b=5.210,c=3.989。测量密度D_0=7.59g/cm~3,每单胞含两个化合式单位,可能的空间群为D_(2h)~5,C_(2v_~2和C_(2v)~4,它具有可逆的吸放H_2性能,吸H_2后形成氢化物LaNi_4SiH_3.6。La_(l-y)Si_yNi,系列样品吸H_2量随Si含量增加而很快下降,LaNi_(5-x)Si_x系列样品吸H_2量随Si含量的增加稍略下降,平台压力也下降,LaNi_(4.8)Si_(0.2)的生成自由能为476cal/mol H_2,固溶体氢化物的稳定性比LaNi_1高。     

3:29型Gd-Fe-Co-Cr化合物的结构和磁性

制备了Gd₃(Fe_1-xCo_x)₂₅Cr₄(0≤x≤0.6)和Gd₃Fe_29-yCr_y(3.5≤x≤5.0)化合物,通过X射线衍射和磁性测量手段研究了它们的结构和磁性.实验表明这些化合物都属于A_2/m空间群.Cr含量增加导致居里温度下降,饱和磁化强度降低,磁晶各向异性场下降.Co替代Fe导致单胞体积收缩,居里温度升高,5K的饱和磁化强度在x=0.3左右达到极大值,磁晶各向异性在x=0.4附近由易面转变为易轴. 关键词：     

YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中的Pr替代效应

报道了YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)(0≤x≤0.15)体系的超导电性和正常态输运性质的测量。实验结果表明随着Pr在Ba晶位替代量的增加,超导转变临界温度T_c和由Hall系数推算的荷电载流子浓度P_H均单调下降。通过与Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)和Nd_(1 x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)体系的比较研究,作者发现上述三个体系的T_c变化均与载流子浓度的变化相关联。作者进而提出,在YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中Pr的空穴填充效应导致可迁移空穴浓度下降,从而压制T_c;而在Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中载流子浓度的下降则是主要来源于Pr替代对空穴的局域作用,T_c同样被压制。Pr的拆对效应不明显。     

YBa2-xPrxCu3O7-δ体系中的Pr替代效应

报道了YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)(0≤x≤0.15)体系的超导电性和正常态输运性质的测量。实验结果表明随着Pr在Ba晶位替代量的增加,超导转变临界温度T_c和由Hall系数推算的荷电载流子浓度P_H均单调下降。通过与Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)和Nd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)体系的比较研究,作者发现上述三个体系的T_c变化均与载流子浓度的变化相关联。作者进而提出,在YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中Pr的空穴填充效应 关键词：     

C-15结构(Hf,Zr,Ta)V_2和(Hf,Zr,Nb)V_2合金超导转变的压力效应研究

本文研究了C-15结构化合物(Zr_(0.5)Hf_(0.5)-xTa_x)V_2(x≤0.2)和(Hf_(0.5)Zr_(0.5-x)Nb_x)V_2(x≤0.2)的超导转变温度T_c及其压力效应T_c/P。报道了实验方法与结果。与(Hf_(1-x)Ta_x)V_2和(Zr(1-x)Ta_x)V_2的情况不同,在(Zr_(0.5)Hf_(0.5-x)Ta_x)V_2中Ta的引入使常压下的T_c下降,然而T_c/P却大为提高。因此高压下Zr_(0.5)Hf_(0.45)Ta_(0.05)V_2的T_c反而比Hf_(0.5)Zr_(0.5)V_2更高。导出了一个基于角动量分波表象能带论方法的描述压力效应的新关系式。它指出导带电子波函数中的高角动量成分变化对T_c的压力效应影响比较重要。这个公式有助于理解上述复杂的实验现象,并能合理地解释某些元素(如Cs,Ba,La等)的T_c随压力剧增的事实。     

Mn_(1-x)Zn_xCr_2O_4(0.0≤x≤1.0)晶体结构与磁性研究

通过固相反应法制备了尖晶石氧化物Mn1-xZnxCr2O4(0.0≤x≤1.0)多晶系列样品,并对其晶体结构和磁性进行了系统研究.研究结果表明,系列样品具有立方尖晶石结构,随Zn掺杂浓度x增大,晶格常数单调减小,体系的阻挫因子逐渐增大.低温下MnCr2O4表现为共线亚铁磁和螺旋亚铁磁的共存.当x≤0.4时,随着x增大,4.5T磁场下所测量的磁化强度逐渐减小,矫顽力逐渐增大,表明体系中的螺旋亚铁磁成分逐渐增多.随着x进一步增加,样品x=0.6和0.8表现为自旋玻璃态特征,最终在x=1.0时转变为强阻挫的反铁磁态.     

非晶态Zr-Si合金的超导临界温度

测量了采用Melt-Spinning方法制备的非晶态合金Zr_(100-x)Si_x(8.8≤x≤15.3)的超导临界温度与Si浓度的关系.发现:在上述组分范围内,T_c以0.18K/(at.％)的速率随着Si含量增加而线性地下降.经外推到x=0,得非晶态纯Zr的T_c应为5.15K,与Onn et:al根据Fe-Zr合金的低温比热测量结果作理论外推所得的值十分一致.研究了非晶态合金Zr_(87.7)Si_(12.3)分别在310、370、415和445℃下作等温热处理对T_c的影响.结果表明,其结构弛豫行为与金属-金属型Zr基合金的大为不同.T_c的变化速率大且不遵从Int规律;随着热处理的进行,T_c较快地就趋向于饱和.伴随着结晶化的开始,T_c则以一大得多的速率下降.结合DSC等测量结果,对Zr-Si合金的结构弛豫和结晶化行为进行了讨论.     

快淬(Er_(l-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y化合物的结构与磁性

用快速急冷方法制备了(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y(x≤0.8,1.5≤y≤2.5)化合物,它们具有菱方Th_2Zn_(17)型结构,并且在高温是稳定的。与相应的不含C的(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)化合物比较,当C含量y=2.5时,引起单胞体积增加～6.3％,居里温度增加约330—360K,并使室温饱和磁化强度显著提高。当y≥1.5时,含Sm样品在室温时均显示出轴各向异性,(Er_(0.2)Sm_(0.8)_2Fe_(17)C_(1.5)化合物的室温各向异性场H_α=8T。     

YBa_2Cu_3O_(6+ε)中超导相和非超导相的结构

采用单晶 X 射线衍射研究了 YBa_2Cu_3O_(6+ε)晶体中正交非超导相和正交高 T_c 超导相的原胞结构.发现非超导相到超导相的转变与 O(1)的占据率大于0.5,相应ε大于0.6有关,并且超导相中 T_c 的提高也与 O(1)的占据率增大到1有关.O(1)的出现,使晶胞参数 b 增长,a、c 缩短,Cu(2)-O(2)-O(3)层畸变增大.我们用原子簇计算的结果说明了结构变化的原因,也用分子轨道从头计算的结果说明了 T_c 的提高.     

YBa_2Cu_3O_(6+ε)中超导相和非超导相的结构

采用单晶 X 射线衍射研究了 YBa_2Cu_3O_(6+ε)晶体中正交非超导相和正交高 T_c 超导相的原胞结构.发现非超导相到超导相的转变与 O(1)的占据率大于0.5,相应ε大于0.6有关,并且超导相中 T_c 的提高也与 O(1)的占据率增大到1有关.O(1)的出现,使晶胞参数 b 增长,a、c 缩短,Cu(2)-O(2)-O(3)层畸变增大.我们用原子簇计算的结果说明了结构变化的原因,也用分子轨道从头计算的结果说明了 T_c 的提高.     

(Pb0.97La0.02)(Zr0.65Sn0.35-xTix)O3反铁电陶瓷的热膨胀性质

在-100～200℃温度范围内，测量了(Pb0．97La0．02)(Zr0．65Sn0．35-xTix)O3(PZST，0．1≤x≤0．14)反铁电陶瓷的热膨胀性质．实验结果表明，组分在0．1≤x≤0．12的试样室温下为反铁电(AFE1)四方相，热膨胀系数(α)在低温段发生“弯曲”，而变温x射线衍射谱(XRD)显示材料保持四方相结构；当Ti含量在0．125≤x≤0．14时，室温下是铁电三方相(FER)，温度升高时FER→AEE1相变体积收缩，AEE1→立方顺电(PEc)相变体积增大；变温XRD谱证明了材料相结构随温度的转变过程．用多元复杂化合物存在纳米线度组分非均匀的观点解释了热膨胀性质随Ti含量演化的物理机理，并得到了该系统的温度-Ti(x)含量相图．