高T_c超导材料的结构象

自从发现了高Tc超导氧化物以来,人们纷纷用各种方法研究它们的晶体结构.七十年代发展起来的高分辨电子显微术,给人们提供了直接观察晶体结构的手段.图1是超导转变温度为90K的Y-Ba-Cu-O化合物的高分辨电子显微象,是我们用JEM-200C X高分辨电子显微镜拍摄的.电子加速电压为200kV.Y-Ba-Cu-O化合物属正交晶系,晶胞参数a=0.389um,b=0.382nm,c=1.166nm.晶体沿c方向的周期均为a方向的三倍,具有类钙钛矿型超结构.图2给出了该晶体的结构模型. 图1所示的高分辨电子显微象是用楔状晶体拍摄的.图1的上端对应于楔状晶体的薄区,晶体厚度约为几个nm,…     

高T_c超导π环的自发磁化

分析和计算了Tsuei三晶实验中有一个结是π结的三结π环的自发磁化 ,发现与单结π环明显不同 ,当 β =2πLIc 0 趋于零时 ,环中仍有自发磁化 .详细计算表明随温度下降 ,β值增大 ,自发磁化磁矩很快上升并趋于0 2 .很好地说明了Tsuei的自发磁化温度曲线 .     

超导转变温度T_c的测量

临界温度T_c,临界磁场H_c和临界电流密度J_c是表征超导体的三个主要参数,在探索高温超导体的途径中,测定T_c也是一项重要的工作。通常,用电阻法和电感法测量T_c。电阻法是根据试样中电阻减小为零来测量,而电感法是基于超导体的迈斯纳效应。本文着重介绍一套利用电感法测量超导体临界温度T_c的装置。采用数一模转换器由X-Y记录仪直接描绘超导转变曲线,观察超导转变过程。一套由DWT-702改装的恒温控温装置,可作4.2—20K的定点测量。整个装置操作简单、控制容易,精确度较高,为大量探索高温超导体提供了有利条件。     

超导T_c公式泛函导数研究

本文得到若干T_c公式之泛函导数表达式,指出所计算的八种超导材料(δT_c/δα~2F)-ω曲线的特点,进而讨论了这些T_c公式的局限性等问题.     

超导材料的各向异性特征与超导转变温度T_c

在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了由于超导材料的各向异性引起的电子态密度分布的不均匀性,晶格稳定性的差异性及超导材料中元素成键特征对超导转变温度影响的特征,提出了在各向异性的超导材料中电声子机制可以产生高的超导转变温度Tc.     

高T_c氧化物超导薄膜的分子束外延研究综述

高临界温度（Ｔｃ）氧化物超导体的研究日新月异。作为高Ｔｃ超导研究重要组成部分的氧化物超导薄膜物理和技术也得到了飞速发展。分子束外延（ＭＢＥ）作为一项高级精密的真空镀膜技术,也跟其它镀膜技术一样,在高Ｔｃ超导薄膜的研究中发挥了独特的作用并取得了许多重要成就。本文结合作者近年来在高温超导体ＭＢＥ研究方面的工作,对这一新兴领域的进展和概况作一综述性介绍,并对该领域未来的发展作一些展望     

高T_c氧化物超导体

自从1911年 Onnes 发现超导体以来,由于 Müller,朱经武,赵忠贤等发现,氧化物超导体,从而突破了超导转变温度以每年提高大约零点三度的缓慢进程(见图1),把液氮温区超导的梦想变成了现实,引起了社会的极大关注,在全世界形成了一股强大的超导热潮.     

Y-Ba-Cu-O多相超导材料显微结构的研究

用透射电子显微镜观察研究了Y-Ba-Cu-O 超导材料的显微结构。高分辨电子显微术(HREM)及电子衍射图(EDP)分析表明,在这种材料中存在三种相,分别用A、B、C来表示。A相的晶体结构为超导相Ba_2YCu_3O_7,HREM结构象进一步证实了这种结构中金属原子的排列方式,而且还发现在A相中有微畴及层错等缺陷。B相具有简单正交晶体结构,其晶格常数为:α=0.71nm,b=0.555nm,c=1.195nm。C相为残余的Y_2O_3相。X-射线能谱(EDS)显微分析表明,比之于A相,B相中Y/Cu较高,而Ba/Cu较低。B、C 相的存在与原始成份配比有直接关系。初步认为,这种材料的超导性主要由A相所决定。     

高T_c氧化物体系的相关系和晶体结构

本文综述了Ｒ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ体系,Ｂｉ－Ｓｒ－Ｃａ－Ｃｕ－Ｏ体系,Ｔ１－Ｂａ－Ｃａ－Ｃｕ－Ｏ＃系,Ｔ１－Ｓｒ－Ｃａ－Ｒ－Ｃｕ－Ｏ体系以及Ｐｂ－Ｓｒ－Ｒ（Ｃａ）Ｃｕ－Ｏ体系超导相的相关系和晶体结构,并讨论了超导相的结构特点和它们之间的相互关系．     

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系超导体高T_c相的形成机制

本文研究Bi系超导体高Tc(2223)相的形成机制。提出Bi系氧化物超导体高Tc相的形成过程是:首先Sr-Ca-Cu氧化物(Ca_(0.85)Sr_(0.15)CuO_2)与低Tc(2212)相反应形成高Tc相的核,然后样品内2223相核通过象结晶学中晶体生长那样的方式长大成2223相晶粒。2223相成核过程中Sr-Ca-Cu氧化物的形成途径有两条:一条是通过固相反应从Ca_2CuO_3和SrCaCu_5O_8的平衡中形成;另一条是通过液相反应从2212相,Ca_2PbO_4和CuO之间的反应直接形成。固相反应的速度远小于液相反应的速度,从而2223相核的形成速度在液相反应下得到加快。通过高Tc相的形成机制,提出Pb对Bi系超导体高Tc相形成的作用是:它只加速2223相的成核,而对2223相的成长不起作用。最后利用2223相形成机制,烧制出具有织构的样品。     

Bi/Pb比和退火温度对Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O系超导材料的T_c(R=0)和高T_c相形成的影响

采用三步反应法制备 BiPbSrCaCuO 超导材料,研究了 Bi/Pb 比和退火温度对高 T_c 相形成和零电阻温度的影响.实验结果表明 Bi/Ph 最佳比例在1.8∶0.3附近,最优退火温度区间为845—855℃.较高的退火温度易形成一种变异的高 T_c 相,它是110K 的同结构相,其零电阻温度随着退火温度的升高而下降.     

Y-Ba-Cu-O系中的高温电阻跳变

当前,关于Y-Ba-Cu-O氧化物超导体超导转变的研究,人们的主要注意力集中在零电阻为90K左右的超导相上,并指出相应的超导相为赝四方结构化合物,但除上述90K左右的超导相外,尚发现有其他超导转变。因此,是否存在更高转变温度的超导相仍是值得探索的问题。本文报道作者在Y-Ba-Cu-O系中发现高温电阻突变的现象。     

超导转变前不同温度下的BiSrCaCu_2O_y高T_c超导体的EPR

实验上研究了BiSrCaCu_2O_y高T_c超导体在超导转变前不同温度下的电子顺磁共振(EPR),发现有两个具有不同的随温度变化规律的 EPR 信号存在于该样品中,其中一信号随温度升高逐渐向高场移动,相应的朗德因子 g 值从115K 时的2.78减少到310K 时的2.24,而另一信号基本上不随温度变化而变化,相应的朗德因子 g 值接近于自由电子的 g_e 值(～2.003),文中就上述现象进行了讨论.     

零电阻温度达101.4K钇系高T_c超导体

我们研制了YBa_2(Cu_(1-x)Sn_x)3O_(7-δ)超导体,其中 x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05.发现当 x=0.03时,零电阻温度达92K.但是经过适当剂量中子和γ-射线辐照后,该样品零电阻温度达101.4K.     

Y-Ba-Cu-O化合物的晶体结构畸变对超导性能的影响

本文研究了不同处理条件(烧结后不同冷却速度和在不同气氛中时效)产生的晶格畸变对Y-Ba-Cu-O化合物超导性能的影响。结果发现,随烧结后的冷速增加,正交层状钙铁矿相的三对X射线主衍射峰的强度逐渐发生反转现象,伴随超导性能的改变。同时,该化合物超导体与水蒸汽、CO等极性分子间存在着强烈的交互作用,使得正交相的衍射峰的强度发生相似变化,并可导致样品在液氮温区失超。这说明正交相的畸变与Y-Ba-Cu-O化合物的超导性能有着密切的关系。并由实验结果的分析和计算揭示了二者的定量关系。同时,用极化理论和晶体场模型就畸变对超导性能的影响作了定性的解释。     

Eliashberg理论与高T_c氧化物超导体

本文利用有效声子谱的Einstein谱α(w)F(w)=π/2 w_(10)δ(w-w_(10))和双δ函数谱α_2(w)F(w)=(λph/2)w_(ph)δ(w-w_ph)+(λ_(10)/2)w_(10)δ(w-w_(10))(w_(10为高频纵光学声子频率),求解在T=T_c时Matsubara表象中的Eliashberg方程,导出了高T_c氧化物超导体临界温度的计算公式,并对YBaCu_3O_7超导体作了T_c的数值计算。     

Tl系超导薄膜金属涂层的生长与特性研究

我们研究了Tl-2212超导薄膜在带有YSZ/CeO2缓冲层和带有CeO2/YSZ/CeO2缓冲层的Ni金属RABiTS基带上的生长情况.基带上的缓冲层是采用PLD方法制备的,Tl-2212薄膜的制备采用了磁控溅射和后热处理两步方法.XRD 实验结果表明,Tl-2212薄膜都具有很好的C轴垂直于膜面的织构,并具有双向外延生长特性.在CeO2/YSZ/CeO2/Ni基带上制作的Tl-2212薄膜的Tc达到102.8 K,Jc(77 K,0 T)达到2.6 MA/cm2;在YSZ/CeO2/Ni基带上薄膜Tc可达97.7 K,Jc(77 K,0 T)也可以达到0.45 MA/cm2.     

T1系超导薄膜金属涂层的生长与特性研究

我们研究了T1-2212超导薄膜在带有YSZ／CeO2缓冲层和带有Ce02／YSZ／CeO2缓冲层的Ni金属RABiTS基带上的生长情况．基带上的缓冲层是采用PLD方法制备的，T1-2212薄膜的制备采用了磁控溅射和后热处理两步方法．XRD实验结果表明。T1-2212薄膜都具有很好的C轴垂直于膜面的织构，并具有双向外延生长特性．在CeO2／YSZ／CeO2／Ni基带上制作的T1-2212薄膜的Tc达到102．8K，J,（77K,0T）达到2.6MA／cm^2；在YSZ／CeO2／Ni基带上薄膜Tc可达97．7K，Jc（77K,0T）也可以达到0．45MA／cm^2.     

关于高T_c问题的一个建议

我们建议:把超导体分成A型和B型两种。前者,λ<Λ,后者,λ>Λ。Λ的物理意义在正文中给出。本文分析表明了,有效声子谱对这两种超导体T_c的影响是不同的,因而提高它们T_c方法也是不一样的。提高A型超导体T_c的最有效方法是增大λ。提高B型超导体T_c的最有效方法是增大又λ〈ω~2〉。