高温超导氧化物正常态输运性质综述

高温超导氧化物正常态的输运性质有很强的各向异性和异常的温度效应。本文综述了正常态电阻率、霍尔系数和温差电势率等重要输运系数的实验结果和理论分析     

高温氧化物超导材料奇特的输运性质

高温氧化物超导材料有很多不同寻常的物理性质，其最奇特的部分是正常态的输运性质．     

液氮温区镍氧化物高温超导体的发现

非常规超导材料探索和机理研究是物理学中重要的研究内容和科学问题。目前主要的非常规超导体材料包括重费米子超导体、铜氧化物高温超导体和铁基超导体。其中只有铜氧化物超导临界温度高于液氮沸点77 K,处于液氮温区。镍氧化物与铜氧化物具有相似的材料结构体系,其中+1价镍离子与+2价铜离子具有相同的电子填充数,是此前研究人员探索超导电性的重点。具有钙钛矿结构单元、双镍氧层的La₃Ni₂O₇中镍的价态为+2.5,常压下呈现顺磁性的金属态。近期作者在14 GPa压力下的La₃Ni₂O₇单晶样品中发现了高达80 K的超导临界温度,超出此前理论预期。文章将简要介绍非常规超导材料体系的研究历史、La₃Ni₂O₇单晶样品的生长方法、常压下的物理性质和高压下的结构表征、以及通过电学和磁性测量对超导电性的确认。     

TiO薄膜的制备及电输运性质

利用磁控溅射技术,通过改变氧分压在MgO (001)单晶基片上外延生长了一系列TiO薄膜,并对薄膜的结构、价态和电输运性质进行了系统研究. X射线衍射结果表明,所制备的薄膜具有岩盐结构,沿[001]晶向外延生长. X射线光电子能谱结果表明,薄膜中Ti元素主要以二价形式存在.所有样品均具有负的电阻温度系数,高氧分压下制备的薄膜表现出绝缘体的导电性质,低温下电阻与温度的关系遵从变程跳跃导电规律.低氧分压下制备的薄膜具有金属导电性质,并具有超导电性,超导转变温度最高可达3.05 K.所有样品均具有较高的载流子浓度,随着氧分压的降低,薄膜的载流子类型由电子主导转变为空穴主导.氧含量的降低可能加强了TiO中Ti—Ti键的作用,从而使低氧分压下制备的样品显现出与金属Ti相似的电输运性质,薄膜超导转变温度的提升可能与晶体结构或电子结构突变相关联.     

超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4/超高分子量聚乙烯复合材料的输运性质

采用热压法获得了具有不同混合比例的超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4/超高分子量聚乙烯导电复合材料,并利用x射线衍射、扫描电子显微镜和标准四引线方法对复合材料的结构和低温电输运性质进行测量.实验结果显示,超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4颗粒随机分布在聚合物本体中,相互间没有连接构成网络结构.在正常态下,复合材料的电阻-温度变化曲线给出类半导体行为.但对应于超导氧化物La1.85Sr0.15CuO4的超导转变温度Tc处,复合材料的电阻-温度变化曲线出现了极小值.室温下电阻率ρ随外加电场强度E的变化曲线测量结果表明,ρ-E曲线为一线形关系,随着电场强度E增加,电阻率ρ下降.文中对可能存在的导电机制进行分析,结果表明隧道贯穿模型可以很好地解释复合材料的导电机制.另外,外加电场强度E对复合材料的电输运特性有明显的影响.     

FeSe_(0.4)Te_(0.6)超导薄膜的输运性质实验研究

通过脉冲激光沉积技术制备了超导转变温度约为12 K的FeSe0.4Te0.6超导薄膜,测量了该薄膜晶体结构和在磁场(0-12 T)下的电输运性质。分别用传统的Arrhenius Plots和一种更精确的关系对薄膜的TAFF区的热激活能进行了分析,得到激活能对磁场和温度的指数关系;对两种方法分析结果分析比较,发现第二种方法的分析结果更符合FeSe0.4Te0.6超导薄膜的测量结果。估算了FeSe0.4Te0.6超导薄膜的玻璃态转变温度、上临界场Hc2(0)和相干长度。     

ESR方法研究高TC氧化物的超导电性

用电子顺磁共振方法研究了一些高温超导氧化物样品的零场非共振吸收信号和正常的ＥＳＲ共振信号。认为这种方法可以作为鉴别样品进入超导态的实验判据之一。利用零场非共振吸收实验给出的下临界磁场Ｈｃ１（Ｔ）很好地遵多Ｈｃ１（Ｔ）＝Ｈｃ１（０）（１－Ｔ＆＾２／Ｔｃ＾２）。     

系列退火条件下Bi2201相超导电性的进化

通过对Pb掺杂Bi2201相超导样品进行系列条件下的真空退火处理,固定退火时间,调节退火温度,使得样品氧含量随退火温度升高而降低,从而使样品载流子浓度随退火温度升高而依次降低,进而影响样品超导电性.我们系统研究了退火条件、正常态电阻率和超导电性之间的关联,确定了样品最高超导转变温度的退火条件,讨论了Bi2201相超导样品在系列退火条件下其超导电性的进化,并获得了该体系最高超导转变温度Tconset=43K.     

与高温超导机制相关的理论研究

高温超导体是一个强关联体系，它向传统的能带论和强关联模型研究提出了严重的挑战，第一性原理的电子结构的计算研究，试图给出反常的色散关系和费米面几何特性，以及大Ｕ修正下的影响等。模型哈密顿的研究，企图概括高温超导的主要物理特征，它主要采用两类方法；一类是严格对角化方法，另一类是量子蒙特卡罗方法，对于高温超导电性机制模型，也作了介绍。     

缺Sr和真空退火对Bi1.8Pb0.2Sr2CuO6相的超导电性和正常态输运性质的影响

本文采用传统固相反应法,成功制备了掺Pb和缺Sr的两套Bi2201系列样品,并对样品作了真空退火处理,利用电阻率分别对其超导电性和输运性质进行了观察和比较研究.我们的研究分析表明,两组样品的物理性能的变化有其不同的内在机制:真空退火样品的性能变化可以从载流子浓度的变化方面得到解释,而对于Sr位空缺样品的性能变化,则从Bi2201相的微结构畸变特征得到理解.     

高Tc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     

钙钛矿结构氧化物薄膜 的外延生长

在成功地外延生长超导、铁电、铁磁等多种性质的钙钛矿结构氧化物薄膜的基础上,讨论影响氧化物薄膜 外延生长的一些因素.考虑到相形成和薄膜长征动力学,在利用脉冲激光淀积法外延生长氧化物薄膜中衬底温度是十分重要的工艺参数.衬底温度对成相和生长薄膜的取向都有影响.考虑到薄膜是首先在衬底表面成核、成相并生长.因此衬底材料晶格的影响是不容忽视的.观察到衬底材料对薄膜外延生长温度的影响.在适当的工艺条件下,利用低温三步法工艺制备得到有很强织构的外延薄膜.这突出表明界面层的相互作用对钙钛矿结构薄膜的取向有着相当大的影响. 关键词：     

高纯度超导氧化物RuSr2GdCu2O8的合成与超导电性

RuSr2GdCu2O8据报道是转变温度为30－40K的超导体，其合成的主要问题是，在合成过程中有相当多的铁磁性的SrRuO3杂相伴随着主相一起生成，本文报道了合成RuSr2GdCu2O8（Ru-1212相）纯相的新方法，即在O2和水蒸气气氛中首先合成纯相的Sr2GdRuO6(Ru-211相）先驱物，然后Sr2GcRuO6与CuO高温烧结，生成RuSr2GdCu2O8。合成的RuSr2GdCu2O8电阻为半导体温度行为，该体系的超导转变与生成的杂相有关。     

La1.85-xSr0.15+xCu1-xMxO4(M = Cr, Mn, Fe, Co, Ga, Al)体系的输运性质研究

利用Ｘ－光衍射,电阻率和电势等实验手段,系统地研究了Ｌａ１．８５－ｘＳｒ０．１５＋ｘＣｕ１－ｘＭｘＯ４（Ｍ＝Ｃｒ,Ｍｎ,Ｆｅ,Ｃｏ,Ｇａ ａｎｄ Ａｌ）体系的结构和输运性质。结果表明;所有的三阶离子掺杂都能在较低的掺杂浓度下抑制超导电性,并且引起金属到绝缘体的转变。磁性离子和非磁性离子掺杂引起显著不同的热电势变化,并用ｄ－ｐ杂化态的变化和局域自旋散射来进行分析讨论。     

高温超导机制研究近期重要进展

文章概述了近几年高温超导机理研究相关的一些重大进展.主要是：RVB\\|Plain Vanilla超导理论的提出及其争论;相图的补充,特别是第二个量子相变点存在的证据;还有超导态性质的新发现,特别是涉及超导态的磁性的一些发现;作者预言,高温超导机理研究定将进入一个理论研究的百花争艳新时期.     

可用于光存储的氧化物、次氧化物薄膜材料的研究及发展

介绍了可用于可录、可擦除、全息光存储及超分辨掩膜层的氧化物、次氧化物薄膜材料的种类、制备方法、光存储特性和存储机制。这类薄膜材料由于具有种类多、应用范围广、制备方法多样、写入灵敏度高和记录稳定性好等优点 ,正受到各国研究者越来越多的关注。分析总结了这类材料的研究现状、存在的主要问题和未来发展方向     

多晶样品SmxC60的电子输运性质研究

通过电阻和磁阻的测量，研究了多晶样品Sm_xC₆₀的电子输运性质．实验发现：Sm_xC₆₀的输运机制随ｘ的不同而发生变化．SmC₆₀的电阻率 温度关系可用涨落导致的隧道穿透模型解释，而Sm_2.75C₆₀的输运性质则可由弱局域化和电子-电子相互作用解释．Sm_2.75C₆₀的磁阻数据能用弱局域化和电子-电子相互作用模型很好地拟合，而SmC₆₀的磁阻数据则不能． 关键词：     

钙钛矿氧化物异质结自旋极化输运机制研究

文章介绍了一个基于弱Hund耦合规则以及载流子漂移扩散机制所提出的关于钙钛矿氧化物p-n异质结构的自旋极化输运机制的物理模型．该理论不仅可以很好地解释由具有负磁阻效应的La0.9Sr0．1MnO3（LSMO）与非磁性的SrNb0.01Ti0.99O3（SNTO）所组成的异质结中所存在的正磁电阻效应，同时揭示了该体系中LSMO在界面区域的载流子与远离界面区域的载流子具有不同的自旋极化方向．这一结果将为理解钙钛矿氧化物异质结及多层膜的自旋极化输运机制开辟了一条新的途径．     

稀土元素Ce/Eu共掺杂对Bi-2201相微结构和超导电性的影响

我们采用传统固相反应法成功制备了系列多晶样品Bi_(1.6)Pb_(0.4)Sr_(2-x)(Ce_(1-y)Eu_y)_xCuO_z(x=0.1,0.2;0≤y≤1),并且用XRD和电阻率分别对其晶体结构和输运性质进行了研究.XRD结果表明,当Ce/Eu共掺杂量x=0.1时,样品成单相,当x=0.2时,会有杂相出现;随着Eu掺杂量的增加及相应Ce掺杂量的减少,样品的晶胞参数a,b稍有增大,晶胞参数c则显著增大;电阻率测量表明,随着Eu掺杂量的增加,样品的超导转变温度Tocnset可以提高到21K,Ce掺杂对超导电性有一定的抑制作用,而Eu掺杂却能够改善超导电性,其中Tconset随Ce/Eu掺杂量的变化可以用电荷转移模型进行合理解释.     

钙钛矿氧化物异质结自旋极化输运机制研究

文章介绍了一个基于弱Hund耦合规则以及载流子漂移扩散机制所提出的关于钙钛矿氧化物p-n异质结构的自旋极化输运机制的物理模型.该理论不仅可以很好地解释由具有负磁阻效应的La0.9Sr0.1MnO3（LSMO）与非磁性的SrNb0.01Ti0.99O3（SNTO）所组成的异质结中所存在的正磁电阻效应,同时揭示了该体系中LSMO在界面区域的载流子与远离界面区域的载流子具有不同的自旋极化方向.这一结果将为理解钙钛矿氧化物异质结及多层膜的自旋极化输运机制开辟了一条新的途径.