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.     

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.     

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.     

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。     

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.     

YBa2Cu3O7—δ体系CuO2平面外的元素替代效应

制备了123单相的 Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-ε),YBa_(2-x)M_xCu_3O_(7-ε)(M=Sr,Ca)和 YBa_2Cu_(3-x)Co_xO_(7-δ)的系列样品,并测量了 T_c 及载流子浓度 nH.综和其他实验结果如 XAFS、中子衍射、XPS 和 Raman 谱等,总结得到:CuO_2平面外的元素替代使得晶格中 O(4)原子偏离其在 YBa_2Cu_3O_7中的最佳位置,导致部分空穴局域于 Ba 位或 CuO 链,因而降低体系中可动空穴的浓度.在这种情况下体系 T_c 的压制主要源自可动空穴浓度 PH 的减少.对加压情况下的退局域化作用作了讨论.     

氧在yBa2Cu3O6向yBa2Cu3O7转变中的活度

本文在作者的 YBa_2Cu_3O_6+(1/2)O_2(?)YBa_2Cu_3O_7可逆转变模型的基础上,提出了氧在如上反应过程中的活度概念,并讨论了可逆转变反应的标准自由焓和活度系数.     

YBa2Cu3O7-δ超导体氧缺陷的正电子寿命谱

系统研究了不同氧缺陷的YBa_2Cu_3O_(7-δ)(δ=0.06—0.68)超导体正常态(300K)和超导态(77K)下的正电子寿命谱,利用两态捕获模型对实验结果进行了分析,计算了相应的局域电子密度n_c和空位浓度C_v随氧缺陷δ的变化,给出了氧缺陷YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系的正电子湮没特征,讨论了相应的正电子湮没机制以及与超导电性之间的关联。 关键词：     

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：     

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.     

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.     

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的氧离子缺位数,氧空穴数变化与结构相变的关系

在空气、氮气、真空(10~(-3)乇)、氧气等气氛条件下,利用高温 X 射线动态跟踪法和 TG-DTA测定了 Y_1Ba_4Cu_3O_(7-δ)的结构和氧缺位量随温度的变化,注意到不同气氛对超导体中晶格氧和吸附氧的动态平衡的影响;测得氧缺位量δ与晶体结构转变之间的关系.根据文献[11]关于Cu-O 间电子转移的结论,计算出 Cu-O_2层中 O 的平均空穴数 n_h 与结构变化的对应关系.O≤δ≤0.25,0.25≥n_h≥0.125为正交超导相的稳定区,氧的空穴浓度为(1.44—0.72)x10~(21)/cm~30.25≤δ<0.5,0.125≥n_k>0为正交、四方相的转变过渡区;0.5≤δ≤1,n_h=0为四方非超导相的稳定区.因此,除了四方非超导结构区氧负离子取2价外,其它情况氧负离子也不总是取负2价.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体临界温度与氧含量关系的重正化群和分形理论研究

本文提出:在 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体中,当δ增加时,在 Cu-O 链层上氧的分布可以用点渗流模型描述.在渗流阈值时,渗流集团具有标度不变性的分形结构,可以用实空间的重正化群方法研究;Cu-O 链层氧渗流网络的分形结构可以通过电荷转移过程调制 Cu-O 面上载流子的结构,使其具有分形结构.如此,在考虑到用载流子分形结构上的分形子与声子的耦合代替周期结构上的电声耦合,利用超导的强耦合理论,计算出了临界温度 T_c 与δ之间的关系曲线,它与实验结果相符合.     

YBa2Cu3O7—x薄膜的I—V特性和K—T相变

测量了零磁场下 YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的 I-V 特性和ρ-T 关系.发现在小电流下,I-V特性表现为幂函数关系 V(?),α(T)和ρ(T)随温度的变化符合 K-T 相变理论,从而显示了 YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的准二维性质.同时还对大电流下 I-V 特性偏离幂函数关系的行为进行了讨论.     

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：     

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。     

高Tc氧化物超导体的电子结构

本文综述了高Tc氧化物超导体(La_2CuO_4及YBa_2Cu_3O_(7-8)的(计算)电子结构。本文基于Freeman教授研究组的工作。 (1) 体心四方结构的La_2CuO_4能带结构计算结果表明:La_2CuO_4的电子结构由在正方形Cu-O平面内的Cu3d-O2p相瓦作用所控制。存在一个沿[110]方向|q|=2k_F(强的)迭套的Fermi表面,它导致了电子驱动的结构失稳,以及在电子状态密度上的VanHove对数奇性。此种Fermi面的迭套被认为是引起了(Peierls 2k_F)失稳性,从而解释了La_(2-x)M_xCuO_4由四方结构到正交结构的相变。 (2) 如同在La_(2-x)M_xCuO_4中的情况一样,具正交结构的YBa_2Cu_3O_(7-8)的电子结构由Cu-O间的相互作用所支配;同时存在着二维及一维的Cu3d-O2p相互作用为YBa_2Cu_3O_(7-8)电子结构的特征。YBa2Cu_3O_(7-8)在E_F处的状态密度值低于La_(2-x)M_xCuO_4的相应值,在YBa_2Cu_3O_(7-8)中的Y或Ba原子作用如同一电子的施主。     

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.     

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的氧离子缺位数,氧空穴数变化与结构相变的关系

在空气、氮气、真空(10^(-3)乇)、氧气等气氛条件下,利用高温 X 射线动态跟踪法和 TG-DTA测定了 Y_1Ba_4Cu_3O_(7-δ)的结构和氧缺位量随温度的变化,注意到不同气氛对超导体中晶格氧和吸附氧的动态平衡的影响;测得氧缺位量δ与晶体结构转变之间的关系.根据文献[11]关于Cu-O 间电子转移的结论,计算出 Cu-O_2层中 O 的平均空穴数 n_h 与结构变化的对应关系.O≤δ≤0.25,0.25≥n_h≥0.125为正交超导相的稳定区,氧的空穴浓度为(1.44—0.72)x10^(21)/cm^30.25≤δ<0.5,0.125≥n_k>0为正交、四方相的转变过渡区;0.5≤δ≤1,n_h=0为四方非超导相的稳定区.因此,除了四方非超导结构区氧负离子取2价外,其它情况氧负离子也不总是取负2价.     

高Tc氧化物超导体的电子结构

本文综述了高Tc氧化物超导体(La_2CuO_4及YBa_2Cu_3O_(7-8)的(计算)电子结构。本文基于Freeman教授研究组的工作。 (1) 体心四方结构的La_2CuO_4能带结构计算结果表明:La_2CuO_4的电子结构由在正方形Cu-O平面内的Cu3d-O2p相瓦作用所控制。存在一个沿[110]方向|q|=2k_F(强的)迭套的Fermi表面,它导致了电子驱动的结构失稳,以及在电子状态密度上的VanHove对数奇性。此种Fermi面的迭套被认为是引起了(Peierls 2k_F)失稳性,从而解释了La_(2-x)M_xCuO_4由四方结构到正交结构的相变。 (2) 如同在La_(2-x)M_xCuO_4中的情况一样,具正交结构的YBa_2Cu_3O_(7-8)的电子结构由Cu-O间的相互作用所支配;同时存在着二维及一维的Cu3d-O2p相互作用为YBa_2Cu_3O_(7-8)电子结构的特征。YBa2Cu_3O_(7-8)在E_F处的状态密度值低于La_(2-x)M_xCuO_4的相应值,在YBa_2Cu_3O_(7-8)中的Y或Ba原子作用如同一电子的施主。