高压下制备高密度的Bi系超导体

 首次直接用高压烧结而不必进行任何退火后处理获得超导Bi_0.8Pb_0.2SrCa₂O_x陶瓷样品。此样品是由名义组分为Bi_0.8Pb_0.2SrCa·Cu₂O_x的超导体在1.0 GPa、500 ℃处理2 h后制得的，其零电阻转变温度为97 K。以前未见报导过如此好的结果。高压下烧结的Bi_0.8Pb_0.2SrCa·Cu₂O_x超导体的密度可达6.23 g/cm³（约为理论密度的95%），这比常规法制得的样品的密度（大约4~5 g/cm³）高得多。     

热处理条件对Bi系2223相超导体的相结构和Tc的影响

采用两次烧结的固相反应法,制备了高质量的名义组分为Bi_(1.92)Pb_(0.37)Sr_2Ca_2Cu_(3.03)O_y的2223单相多晶样品,其零电阻温度为107K。研究了烧成温度和冷却速率对样品的单相性和T_c的影响。结果表明,烧成温度对样品的单相性起决定作用,冷却速率对其影响不大。但是烧成后冷却速率的变化可以使2223相的T_c至少在10K的范围内移动。缓慢冷却使其T_c向高温移动,这与通常在2212相中见到的移动相反。T_c的变化主要归因于超导体中氧含量的变化,而氧含量、载流子浓度、T_(co)以及正常态的电阻行为等因素之间存在密切相关。当样品充分吸氧过程基本完成后,冷却速率的变化,对样品的颗粒T_c影响很小,但对体T_c仍有一定影响。     

Bi2O3—Sb2O3二元系的研究

本文用 X 射线衍射及差热-热重分析方法研究了 Bi_2O_3-Sb_2O_3二元系在 N_2和空气中的相关系.研究结果表明,在 N_2中发生自氧化-还原化学反应5Bi_2O_3+3Sb_2O_3→4Bi+6BiSbO4在空气中 Bi 和 Sb 分别主要以+3和+5价的形式存在.Sb 在 Bi_2O_3中的溶解度不超过3mol%.形成三种化合物:Bi3SbO_7、Bi_5Sb_2O_(12.5)和 BiSbO_4.前两者为包品反应产物,后者为固液同份化合物.BiSbO_4的熔点为1276℃.BiSbO_4与Sb_2O_4属共晶反应.并讨论了Sb 对 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系形成超导相的影响.     

Bi系超导体制备工艺与其物性之间关系的研究

本叙述了Ｂｉ系高温超导体的制备工艺对其超导性能的影响，以及对样品进行电击穿实验等。结果表明，高温烧结，液氮淬火，低温退火，缓慢降温有利于生成高温超导体相；超导样品是由一些颗粒连接而成，样品Ｔｃｄ越高其击穿电压越低，而其伏安特性曲告诉我们在超导样品中有一类似半导体结存在。     

Bi系高温超导体中2212相和2223相的性质分析

本文对 Bi 系中可能存在一种 T_c>100K 的2212相作了进一步的论证.化学分析显示普通的2212相中 Cu~(3+)含量为～10%,而2223相和 T_c>100K 的2212相中 Cu~(3+)的含量却大于30%.从 DTA-TG 实验中观察到普通2212相和2223相失去晶格氧的量为0.8%,而含 T_c>100K 的2212相的样品失去晶格氧的量为～2%,说明这种2212相受氧含量影响更大.文中还介绍了一种简易判断样品中是否存在2223相和普通2212相的经验方法.     

Bi系超导相形成的化学动力学研究

用化学动力学探讨了Bi系超导相形成的机理,提出反应活化能是控制超导相形成的关键因素。在纯Bi系2223名义成份下,2212相的形成满足“晶核形成生长”自催化动力学模型,其动力学方程为α_(2212)=1—exp(—k_(2212)t~(2.5))。2223相的形成较好地符合“收缩晶核界面”反应模型,动力学方程为1—(1—α_(2223))~(1/3)=k_(2223)t。以0.35molPb替代Bi后,2212相形成的动力学规律没有本质改变,但是2223相的形成表现出区域反应的自催化效应,其相应的动力学方 关键词：     

Bi（2223）超导体的磁屏蔽效应

本文研究了Ｂｉ（２２２３）超导体屏蔽筒的磁屏蔽效应，从而得出了屏蔽效果与超导体的微观结构、临界电流密度、屏蔽空间大小有关，以及双筒套构的方法可进一步增强磁屏蔽效果的结论。     

Nb(Ba)加强Bi系中2223相生成作用研究

固相法合成系列名义组成为Bi_2-xNb_xSr₂Ca₂Cu₃O_y(x=0—1.0)的样品,电学和磁学测量表明,当掺入x=0.2—0.3的Nb有明显加强2223相生成的作用,配比为Bi_1.7Nb_0.3Sr₂Ca₂Cu₃O_y时最佳;当掺Ba以部分取代Sr后有明显协同Nb促进2223相生成的作用,比单掺Nb效果更为显著,其中以Bi_1.7Nb_0.3Sr_1.8Ba_0.2Ca₂Cu₃O_y为最优组成。热重分析(TGA)实验显示,掺Nb(Ba)后样品在～600°C出现吸氧增重;XPS中的O_1s峰显示掺Nb(Ba)后除～531eV的主峰外,在～529eV的肩峰更加明显;讨论了Nb(Ba)对晶体结构的可能影响。 关键词：     

Bi—Sr—Ca—Cu—O的两种2212相的研究

本文对定向凝固法生长 Bi-Sr-Ca-Cu-O 的2212相超导单晶进行 X 射线衍射分析,发现在晶体的 c 轴方向有两种周期,分别是30.80(?) 和15.40(?),分属于两种2212相,2212-30相和2212-15相.根据衍射分析结果,讨论了可能的结构特征.     

铋系超导体超精细相互作用研究

利用变温穆斯堡尔谱研究了铋系高Ｔ_c氧化物超导体在正常态上及正常态－超导态转变过程中晶格振动的性质。穆斯堡尔谱无反冲因子的测量结果表明，在超导转变温度以上的１２０Ｋ和２００Ｋ附近的两个温区上，分别出现了明显的铜－氧层晶格软化效应。这种晶格振动的异常行为，是超导转变的前驱效应。同质异能移位和无反冲因子得到德拜温Θ_D为３１０－３５０Ｋ。测量同质异能移位、四极劈裂和谱线线宽也观察到超导转变前晶格的反常变化行为和ｄ电子的离域效应。 关键词：     

STUDY OF DOPING EFFECT ON THE Bi2Sr2Ca2Cu3Oy SUPERCONDUCTOR

We have systematically investigated the doping effect on the Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_y superconductive material. After entering into the crystal lattice, Pb and/or Sb atoms cause not only variations of the temperature condition during the sample preparation process, but also variations of structures and superconductivity. By analyzing the experimental results, we have come to the conclusion that the Pb and/or Sb atoms enter into the Bi-O planes, preferably occupy the sites of Bi ions, regulate the crystal structures and the distribution of oxygen ions in Bi-O planes and nearby lattice sites, thus benefiting the formation of the high-T_c phase and improving the superconductivity.     

Bi系高温超导体的119Sn的穆斯堡尔谱研究

本文采用¹¹⁹Sn作为探针原子,对Bi_1.68Pb_0.32Sr_1.75Ca_1.75Cu_2.65-xSn_xO_y(0.2≤x≤0.8)样品进行室温下穆斯堡尔谱测量,结合X射线衍射与电性能测量结果,分析Sn在样品中的占位情况与电性能之间的关系,并得出四配位Cu位对高T_c相的超导电性起着较关键作用的结论。 关键词：     

高温超导体MgB_2的电子结构研究

用第一性原理能带理论计算了高温超导体MgB-2的电子结构.计算得出的电子能带说明MgB-2是一种宽能带化合物,价带主要由Mg和B原子s和p的杂化形成.费米能级处的态密度N(EF)是0.72(states/eV).根据这些结果,初步推断出MgB-2的超导电性的微观机制不可能是电子-声子耦合的BCS模型,而是有待于探索的新机制.     

(Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系110K超导体的相转变及超导电性

品质优良的110K超导体(Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_y的单相多晶样品已制备,其零电阻温度为107K。讨论了2201相,2212相和2223相的形成和转变以及淬火温度对其的影响。测量了样品的复磁化率,结果表明超导体晶粒间的Josephson结的耦合强度与样品的制备过程有关,对不同热处理的样品测其比热;△c(107K)=5.3J/molK,索末菲常数v=34.6mJ/molK,比热跳跃与热处理     

Li ION BACKSCATTERING STUDY ON HIGH-Tc YBaCuO AND GdBaCuO SUPERCONDUCTOR FILMS

Rutherford backscattering (RBS) measurements of 4.2 MeV Li and 2.4 MeV He ions were done for YBaCuO and GdBaCuO high-T_c, superconductor films deposited on MgO and SrTiO₃ single crystalline substrates and for their bulk samples. Energy spectra of both ions were calculated using the RBS analysis program rewritten by the authors. Comparisons between these two non-destructive tech-niques showed some advantages in analyzing the layer thickness and composition ratios of those thin films by MeV Li ions backscattering. Estimated errors are within 7 % for the measured elemental con-centrations and l0 % for the layer thickness in our experiments. A brief discussion is also made of the results.     

Nd-Ba-Cu-O高温超导体的高分辨电子显微术研究

用电子衍射和高分辨电子显微术研究了Nd-Ba-Cu-O高温超导体,主相属正交晶系,具有畸变钙钛矿亚结构的三倍超结构,晶胞参数为a=3.84?,b=3.87?,c=11.7?,样品中存在大量的缺陷,用点阵象技术观察到刃位错,反向畴,并借助结构象确定了NdBa₂Cu₃O_7-δ的结构模型。在不同成象条件下,高分辨电子显微象上或者重原子为白点,或者氧原子为白点,当成象条件适当时,可以在象上区分氧原子和氧空位。 关键词：     

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．     

MgB2超导体掺杂的理论研究

由双带模型,在BCS理论的框架内,唯象地引进调制势函数Ф,研究了固溶体Mg1-xRxB2和MgRxB2-x(R为某掺杂元素)的超导临界温度,我们看到在Ф=0.2处出现了一个超导临界温度Tc峰,这显然与掺杂的物质种类、比率及均匀程度有关,我们的研究结果与M.J.Mehl等人1根据BCS理论密度方程计算基本一致,也与杨帆等人2通过ab initio计算相吻合.对已有实验结果的拟合发现,目前实验制备出的MgB2型超导体的Ф值均已大于0.4.这些结果为我们今后的实验研究工作提供了一个可供参考的研究方向.     

AlSb-GaSb-InSb体系的研究

用区域致匀方法获得了AlSb-GaSb-InSb体系中均匀的合金。用X射线结构分析(粉末法)及差热分析研究了均匀化的样品。结果表明,在上述体系中有连续固溶体生成。确定了AlSb-GaSb-InSb体系液相面的投影图及AlSb·GaSb-InSb截面上组成与晶格参数间的关系,并比较了组成不同的合金在空气中的稳定性。