YBa2Cu3O7-y超导体的50Hz交流损耗研究

利用瓦特计技术,研究了YBa_2Cu_3O_(7-y)烧结样品和粉末熔化法(PMP)织构样品在77K和50Hz交变磁场下的交流(ac)损耗(?)实验结果表明,ac损耗(?)同外磁场振幅H_m之间遵从幂函数规律:(?)∝H_m~n对于YBa_2Cu_3O_(7-y)的烧结样品:(1)当H_m<40Oe时,这样低的磁场已穿透弱连接的晶粒边界网络,导至晶粒间的损耗,(?)∝H_m~(1.6)(2)当40Oe≤H_m<170Oe时,中等磁场破坏了晶粒间的耦合,并且磁通穿进了晶粒内,引起不完全穿透的晶粒内损耗,(? 关键词：     

激光淀积YBa2Cu3O7外延超导薄膜

利用准分子脉冲激光成功地在(100)SrTiO_3与(100)Y-ZrO_2衬底上淀积了 YBa_2Cu_3O_7超导薄膜,T_c(R=0)>90K,J_c(T<82K)>1×10~6A/cm~2.研究了衬底温度对外延YBa_2Cu_3O_7薄膜超导性能及结构的影响.     

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.     

离子束溅射沉积制备高JcYBa2Cu3O7—δ超导薄膜

本文报道应用离子束溅射沉积制备高 T_c 高 J_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.较详细地考察了影响薄膜组份比和晶粒取向的主要因素.实验表明采用本文提出的组合溅射靶可方便而又精确地调节薄膜 Y、Ba、Cu 组份比.详细描述了获得高度取向薄膜的工艺条件,获得了零电阻温度 T_(c0)=88～90.5K 和临界电流密度 J_c=1.5×10~3A/cm~2(77K)的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.     

添加Ag_2O对YBa_2Cu_3O_(7-δ)体材料显微结构与超导电性的影响 (Ⅰ)制备工艺与超导电性

本文比较系统地研究了添加 Ag_2O 对 YBa_2Cu_3O_(7-δ)体材料超导电性的影响.结果表明:在制备过程中添加适量 Ag_2O 可以显著增强 YBa_2Cu_3O_(7-δ)晶粒间的耦合,并改善 YBa_2Cu_3·O_(7-δ)体材料的超导性能.对于在930—1000℃范围内烧成,名义组成为(YBa_2Cu_3O_(7-δ))_(1-x)Ag_x(x=0.2～0.55)的复合超导试样来说,烧成温度对试样的超导性能起关键的作用,而 Ag_2O的添加量(x)和预烧温度的作用相对要小得多,当烧成温度高于970℃时 Ag_2O 的添加效果极为明显.例如1000℃烧成的 x=0.3的试样在77K 下的磁化临界电流密度 J_c 比相同工艺条件制备的未加 Ag_2O 试样提高五倍多.     

YBa_2(Cu_(1-x)Sn_x)3O_(7-y)超导体的磁弛豫和钉扎

我们制备了一组 YBa_2(Cu_(1-x)Sn_x)_3O_(7-y)多晶超导样品,在77K 时测量了它们的磁滞回线和增场磁弛豫率,计算了它们的钉扎势 U_0结果表明,在相同制备工艺条件下,掺锡样品的钉扎势比不掺锡(x=0)样品的高.结合 TEM、X-射线衍射和喇曼谱分析结果,我们认为YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体中的位错不是主要钉扎中心,掺锡样品中的β-Sn 正常粒子可能是有效的钉扎中心.     

YBa2Cu3O7-δ超导厚膜在35GHz频率的毫米波表面电阻

银为隔离层、工作频率为35GHz和模式为TE_(011)的铜谐振腔研究YBa_2Cu_3O_(7_δ)超导厚膜的毫米波表面电阻。应用电泳技术在银衬底上沉积YBa_2Cu_3O_(7_δ)厚膜,经机械加工和精细的表面抛光后作为圆柱型腔的两端面。测量两瑞面为YBa_2Cu_3O_(7_δ)厚膜的腔和铜腔的Q值,计算得到35GHz,77K温度下YBa_2Cu_3O_(7_δ)导厚膜的表面电阻R_5为21.88mΩ,低于同样条件下纯铜的值。YBa_2Cu_3O_(7_δ)从正常态经过T_c进入超导态,穿透深度的变 关键词：     

Ar离子注入YBa2Cu3O7—x超导薄膜中微结构变化的透射电子显微镜研究

Ar离子注入YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜后,不仅会引起样品超导转变温度T_c和临界电流密度J_c的下降,还会使样品的正常态由金属型变为半导体型。透射电子显微镜观察发现在小剂量(<5×10~(12)Ar/cm~2)注入情况下,样品的晶格结构几乎不受影响。随着注入剂量的增加,晶格损伤越来越严重,最终变成非晶态。对实验结果的分析表明,Ar离子注入引起YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜超导性能的变化主要与O原子子晶格的无序化过程有关。     

Sc-Y-Ba-Cu-O高温超导材料的电子结构——Sc替代Y晶位

本文用第一性原理解 Schr(?)dinger 方程的 recursion 方法在紧束缚近似下计算了YBa_2Cu_3O_7和 Y_(0.5)Sc_(0.5)Ba_2Cu_3O_7晶体的局域电子态密度.考虑到 Cu 晶位的晶场分裂和采用了修正过的参量后,YBa_2Cu_3O_7的计算结果比原来有改进.Sc 散代 Y 晶位对电子结构的影响不大.如果不考虑 Sc 替代时对氧缺位的影响,Sc 替代本身并不直接导致 Cu 的价数的明显变化.     

氧缺位对单相YBa_2Cu_3O_(7-x)热电势率的影响

研究了氧缺位对单相YBa_2Cu_3O_(7-x)体系超导电性及热电势率的影响。结果表明,超导转变温度随氧缺位的增加而下降,热电势率随氧缺位的增加而增大。由实验结果推断,单相YBa_2Cu_3O_(7-x)的多数载流子为空穴。存在较大的声子曳引热电势表明。在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体中存在较强的电-声子相互作用。     

涂层导体用CeO_2帽子层的表面特征及其温度依赖性

涂层导体中,作为多层织构模板中的最上层,帽子层的表面形貌、晶粒尺寸、表面粗糙度、平整度、致密度等表面特征将直接影响其上YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导层的形核、织构形成和外延生长,表面特征的优化成为近期涂层导体缓冲层研究的重点.采用磁控溅射方法在LaMnO_3/Epi-MgO/IBAD-MgO/Y_2O_3/Al_2O_3/Hastelloy C276上动态外延生长CeO_2薄膜作为涂层导体帽子层,主要研究了沉积温度对CeO_2薄膜表面特征的影响.利用x射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜以及拉曼光谱仪等对CeO_2薄膜的织构、微结构及表面形貌、表面粗糙度、平整度等表面特性进行细致表征.研究结果表明:CeO_2薄膜的表面特征对沉积温度依赖性强;在沉积温度800℃左右获得了最好的织构和表面,CeO_2薄膜具有最好的(00l)取向,面内半高宽为7.1°,晶粒尺寸接近YBa_2Cu_3O_(7-δ)最高形核密度对应的CeO_2最佳尺寸,薄膜表面连续平整均匀,光滑致密无裂纹,其均方根粗糙度约1.4nm;而且,在此CeO2缓冲层上用三氟乙酸—金属有机沉积方法(TFA-MOD)外延生长的YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导层具有良好的织构及致密平整的表面.     

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)/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北大核心CSCD

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.     

融熔织构生长的YBa_2Cu_3O_(7-x)的微结构与缺陷

本文主要用 TEM 方法研究了融熔织构生长(MTG)的 YBa_2Cu_3O_(7-x)块样的微结构和缺陷.指出 MTG-YBCO 材料由平行 ab 面的片状晶体组成.在片状结构内部除了123相外,还频繁交替出现 Y_2Ba_4Cu_3O_(16)(248)和 Y_2Ba_2Cu_4O_y(224)等类型的层状堆垛缺陷.这种择优取向的片状组织和层状缺陷有利于超导电流的传输,同时对磁力线起钉扎中心的作用,是 J_c 值提高的两个结构因素.     

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.     

用激光干涉法诊断准分子激光在YBa_2Cu_3O_(7-δ)靶面激励等离子体的电子密度

利用激光标准干涉法诊断了准分子激光(XeCl,308 nm)在YBa_2Cu_3O_(7-σ)超导靶面激励等离子体的电子密度.结果表明在入射激光功率密度为3×10~8W/cm~2,本底真空度为1.33～13.3 Pa的条件下,等离子体电子密度为10~(16)～10~(17)/cm~3.     

YBa_2Cu_3O_(7-y)系统中交流磁化率与氧含量和结构的关系

我们测量了不同制备条件下的YBa_2Cu_3O_(7-y)多晶样品的交流磁化率,发现从正常态到超导态的交流磁化率的转变宽度△T_c强烈地依赖于样品的氧含量和结构,磁化率的大小与样品中超导成份的多少有关。     

YBa_2Cu_3O_7固相生成反应的历程

以碳酸盐,氧化物为原料,生成 YBa_2Cu_3O_7的固相反应历程,在升温过程(750℃→950℃)及等温过程(956℃)中是不同的.在升温过程为反应历程(Ⅰ):BaCO_3+CuO→BaCuO_2+CO_2↑,BaCuO_2+Y_2O_3→Y_2BaCuO_5,Y_2BaCuO_5+3BaCuO_2+2CuO+(1/2)O_2→2YBa_2Cu_3O_7在等温过程,混合存在着两个反应历程,即如上之(Ⅰ)及(Ⅱ):BaCO_3+Y_2O_3→Y_2BaO_4+CO_2↑,Y_2BaO_4+CuO→Y_2BaCuO_5,Y_2BaCuO_5+3BaCuO_2+2CuO+(1/2)Q_2→2YBa_2Cu_3O_7     

关于YBa_2Cu_3O_x-PrBa_2Cu_3O_x-YBa_2Cu_3O_x多层膜的研究

采用磁控溅射法研制了 YBa_2Cu_3O_x-PrBa_2Cu_3O_x-YBa_2Cu_3O_x 多层外延膜.上、下 YBa_2·Cu_3O_x 层的零电阻转变温度分别是80K 和82K.在77K 测量得到 PrBa_2Cu_3O_x 隔离层的电阻率约为 8×10~4Ω·cm.     

MBa_2Cu_3O_(7-y)氧化物超导体的不稳定性研究

本文研究了长期存放于空气中的氧化物超导体GdBa_2Cu_3O_(7-y)和EuBa_2Cu_3O_(7-y)样品的不稳定性,指出其超导性质退化是因为与空气中的CO_2气体和水蒸气发生反应,导致样品分解为BaCO_3、CuO以及Gd或Eu的氧化物而引起的。