(Bi,Pb,Sb)-Sr-Ca-Cu-(O,F)高温超导体的合成及其结构性能研究

本文首次报道了对零电阻温度为115K 的(Bi,Pb,Sb)-Sr-Ca-Cu-(O,F)系列块状超导材料的研究.讨论了材料的化学组成、制备工艺条件、晶体结构等与高温超导电性的关系.从热力学及高温反应动力学方面探讨了 Sb 和 F 的掺杂对体系高温相形成与生长所产生的综合影响.电磁测量和 X 射线衍射结果都表明,体系中除主要为115K 高温相和少量的85K 低温相之外,还发现151K 以上的超高 T_c 相,对这些异常高温相出现的条件和稳定性等问题进行了讨论.     

(Ca_(0.9)Sr_(0.1))CuO_2和(Ca_(0.89)Sr_(0.11))_2CuO_3晶体结构分析

本文报道在制备高 T_c 氧化物材料中发现的两个新相的晶体结构.其一是(Ca_(0.9)Sr_(0.1))CuO_2,空间群属 P_(4/mmm),a=3.8644(?),C=3.2135(?);其二是(Ca_(0.89)Sr_(0.11)_2CuO_3,空间群为 I_(mmm),a=3.2826(?),b=3.7938(?),C=12.290(?).(Ca_(0.9)Sr_(0.1))CuO_2是 Bi 系和 Tl系超导氧化物结构的基本单元.     

高T_c氧化物Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的磁化和H_(c1)

高T_c氧化物 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y(x=0.2,0.3,0.4,0.5)大块超导体的 Meissner 效应表明存在110K 和85K 两个超导相,并且以110K 相为主,抗磁转变起始于103K 附近.不同样品在77.3K 的磁化实验表明,当 x≤0.3时,H_(Cl)≈28Oe,当 x>0.3时,H_(cl)=25Oe.x=0.3的样品在不同温度下的磁化实验结果表明,在 T=77.3—95K 之间,H_(Cl)与 T 成线性关系,且 dH_(Cl)/dT=-1.07Oe/K.两个超导相的存在导致磁化曲线峰的拉宽,且拉宽程度与85K 相所占的比例有关.     

高T_c氧化物Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的磁化和H_(c1)

高T_c氧化物 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y(x=0.2,0.3,0.4,0.5)大块超导体的 Meissner 效应表明存在110K 和85K 两个超导相,并且以110K 相为主,抗磁转变起始于103K 附近.不同样品在77.3K 的磁化实验表明,当 x≤0.3时,H_(Cl)≈28Oe,当 x>0.3时,H_(cl)=25Oe.x=0.3的样品在不同温度下的磁化实验结果表明,在 T=77.3—95K 之间,H_(Cl)与 T 成线性关系,且 dH_(Cl)/dT=-1.07Oe/K.两个超导相的存在导致磁化曲线峰的拉宽,且拉宽程度与85K 相所占的比例有关.     

SrCaCu3Ox相的X射线分析

用Bi系超导体制备方法得到了名义成份为 Sr:ca:Cu=1:1:3的新相 SrCaCu_3O_x.X射线衍射表明,该相属正交晶系,点阵参数为 a=11.37(?),b=12.84(?)和 c=19.54(?).该相的强衍射线与 Bi 系超导相的衍射线的位置相近,使得很难在 Bi 系超导体中检出这种杂相的存在.该相可能是种类似于 Sr_(14-x)Ca_xCu_(24)O_(41)相的非公度结构,在 c 方向含有7个 CuO_2和5个(Sr,Ca)_2Cu_2O_3.     

高T_c氧化物Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的弱连结和弱钉扎性质

掺Pb的Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y氧化物是一个以110K 超导相为主的高 T_c 超导体,其零电阻 T_c 为107.1K. dc Meissner 效应表明,110K 相占样品体积的8.2%,85K 相占1.6%.不同磁场下的排磁通(Meissher)效应,超导体所占体积上限和下限的比较,不同磁场和测量电流的 R(T)超导转变,表明了样品中存在着丰富的弱连结超导电性.研究了弱连结超导体的 H_(c2)(T).直流磁化和 I_c(B)特性结果表明,大块 Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y,是个弱钉扎Ⅱ类超导体,它的 H_(cl)(77K)=25Oe,且磁化曲线中有两个峰.加热实验表明,当温度升高到355K 时,样品的正常态电阻增加,零电阻超导 T_c 从107.1K 退化到99.5K.     

高T_c氧化物Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的弱连结和弱钉扎性质

掺Pb的Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y氧化物是一个以110K 超导相为主的高 T_c 超导体,其零电阻 T_c 为107.1K. dc Meissner 效应表明,110K 相占样品体积的8.2%,85K 相占1.6%.不同磁场下的排磁通(Meissher)效应,超导体所占体积上限和下限的比较,不同磁场和测量电流的 R(T)超导转变,表明了样品中存在着丰富的弱连结超导电性.研究了弱连结超导体的 H_(c2)(T).直流磁化和 I_c(B)特性结果表明,大块 Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y,是个弱钉扎Ⅱ类超导体,它的 H_(cl)(77K)=25Oe,且磁化曲线中有两个峰.加热实验表明,当温度升高到355K 时,样品的正常态电阻增加,零电阻超导 T_c 从107.1K 退化到99.5K.     

非晶合金Pd_(80)Si_(20)晶化过程中的亚稳相

利用电子显微镜中的倾转晶体法确定了三个晶化相。亚稳相P_1具有简单正交点阵,点阵常数a=0.46,b=1.37,c=1.69nm,可能的空间群为P_(nmm):或P_(nm2_1)。P_1相可用来解释Masumoto等人及Duhaj等人的电子衍射图。另一亚稳相F具有面心正交点阵,其a,b值与P_1相同,c=1.46nm。高温晶化相P_2具有简单正交点阵,点阵常数a=0.39,b=0.76,c=0.54nm。     

新氧化物超导体系Tl-Sr-V-Cu-O的高温超导电性

铊基高温超导体由于其高临界温度及种类繁多而越来越受到广泛的重视.作者在寻求新的甚至更高 T_c 超导体的研究中,发现在金属导电性的 Tl-Sr-Cu-O 体系中添加钒能形成一种新的高温氧化物超导体.在目前最佳制备条件下,名义组成为 TlSr_(1.25)V_(0.25)CuO_y 样品的T_c(onset)接近80K,T_c(ρ=0)达74K.本文报道 Tl-Sr-V-Cu-O 超导样品的制备及其超导电性的测定,并初步讨论了新超导体的成相规律及物相分析.     

Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x)氧化物中的相

样品A和B都是组成为Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x),但采用不同的热处理工艺后呈现出不同的导电性能,前者是超导体而后者在77.36K还为非超导体。两种样品都是多相化合物。超导样品A中的主相是具有有序畸变钙钛矿型结构的正交相,其单胞尺寸α=0.386,b=0.389和c=1.159nm,空间群是Pmmm。此外,还含有小量的另一类正交相(称phase- Ⅱ),其单胞尺寸是α=1.231,b=0.740,c=0.571nm,空间群是Pbam。 样品B中的主相仍然是上述的超导相,含有小量的 Phase-Ⅱ。此外,还含有小量的如下三种相:Phase-Ⅲ:正交晶系,α=0.892,b=0.639,c=0.535nm。Phase-Ⅳ:体心立方结构,a=1.822nm。Phase-V:六角晶系,a=b=0.526, c=0.635nm。     

Yb-Ba-Cu(O,F )体系超导电性、点阵常数和热学特性的研究

本文叙述了Yb-Ba-Cu(O,F)体系超导体的制备,点阵常数、单胞体积以及T_c随F加入量和O含量的变化。实验结果表明,在YbBa_2Cu_3O_(7-x-δ)F_(2x)(0≤x≤1)体系中,O含量越低,T_c越高,点阵常数和单胞体积就越大。晶体结构分析结果证明点阵常数a与b的差值愈大的正交相结构,其超导性能愈好,表明一维Cu-O链结构对高T_c超导机制有重要作用。     

(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     

碱金属掺杂C_(60)超导外延薄膜的制备及其电输运性质

C60是近年来发现的碳的第三种稳定的同素异形体,由于其种种独特的性质.如奇异的键合行为、中空的对称件,特别是碱金属掺杂后所显示出的超导电性,被美国权威的《科学》杂志评为1991年的年度分子[1].碱金属掺杂C60的超导相为A3C60(A=K,Rb,Cs或它们的混合),具有面心立方结构,其超导临界转变温度(Tc)最高可达33K,由于它是一种三维各向同性的第二类非理想超导体,作为一种新型功能材料,对它进行深入的分析研究将是十分有价值的. 我国的C60研究起步虽晚,但在很短的时间内就制备出了C60并在掺杂C60超导体、C60的非线性光学、C60的结构相变等领…     

Sb_(1.95)Bi_(0.05)Sr_5Ca_(4.5)O_(14.5)晶体结构及其与掺Sb的Bi系超导氧化物相结构的关系

本文报道了应用助熔剂缓冷法,在 Bi-Sb-Sr-Ca-Cu-O 体系中培养出黄色透明单晶体.通过单晶 X 射线衍射分析,确定该晶体成分为 Sb_(1.95)Bi_(0.05)Sr_5Ca_(4.5)O_(14.5),空间群为 P_m、晶胞参数为 a=5.9000(9)(?) b=5.7738(5)(?),c=11.504(2)(?),β=90.14°.它是由畸变的钙钛矿亚单元堆砌而成,属氧缺陷化合物.本文还讨论了该相同掺 Sb 的 Bi 系超导氧化物中发现的 Bi_3SbSr_4Ca_4Pb_(1-x)Cu_xO_y 相结构的关系,探讨了不稳定的132K 超导相的可能起因.     

高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_y中的表面超导相

在 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_y 样品中存在着110K 和85K 两个超导相,样品的零电阻温度为105K.磁化率、比热以及不同温度下的 M-H 曲线测量结果均表明85K 相为表面超导相,在样品中占有较小的体积分数.文中还报道了样品的H_(c1)(0).     

Y_(0.9)Ba_(0.1)CuO_3超导体的低温比热

测量了陶瓷超导体Y_(0.9)Ba_(0.1)CuO的低温比热,在Tc=90K附近未观察到比热跃变,而发现在12K附近存在典型的λ-相变,反映在样品中同时含有一个低Tc的超导相。从12K以上的低温比热数据计算出该超导体的德拜温度为400K左右,比热中线性项的系数较大,其中含有原子振动自由度的贡献。     

使用基体烧结方法进行高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x的制备和研究

使用基体烧结方法,得到零电阻温度为109K 块状高温超导体 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x.测量了样品的电阻率、AC 磁化率与温度的关系,进行了 X 射线衍射、SEM 及 EDX 等分析,初步地研究了高 T_c2223相在不同热处理条件下的形成和分解.实验结果表明,在860℃,200h热处理条件下,样品基本上属于高 T_c2223相,其品格参数为 a=b=5.408(?),c=37.110(?).当热处理时间低于200h 时,样品中高 T_c2223的体积随热处理的时间增加而增大.在300h 热处理后的样品中,部分高 T_c2223相已经分解成为 T_c2122相和杂相.     

使用基体烧结方法进行高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x的制备和研究

使用基体烧结方法,得到零电阻温度为109K 块状高温超导体 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_x.测量了样品的电阻率、AC 磁化率与温度的关系,进行了 X 射线衍射、SEM 及 EDX 等分析,初步地研究了高 T_c2223相在不同热处理条件下的形成和分解.实验结果表明,在860℃,200h热处理条件下,样品基本上属于高 T_c2223相,其品格参数为 a=b=5.408(?),c=37.110(?).当热处理时间低于200h 时,样品中高 T_c2223的体积随热处理的时间增加而增大.在300h 热处理后的样品中,部分高 T_c2223相已经分解成为 T_c2122相和杂相.     

Y-Ba-Cu(Cr)氧化物超导体

我们在Y-Ba-Cu-O系中得到零电阻温度Tcf为94.1K,中点转变温度Tc为95K,起始转变温度Tci为100K,转变宽度△Tc为1K的超导体。低温X光衍射结构分析结果表明,多相超导体在低温区(123—173K)有相变。因此,我们认为Y-Ba-Cu-O系中多相超导体的高Tet是低温相变引起的,并不完全是超导转变点。在该系氧化物中以Cr取代1/3的Cu,仍然得到Tcf=82.8K、Tc=83.5K、Tci=92K、△Tc=1K的超导体。     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系110K单相样品的氧含量与结构和T_c的关系

用硝酸盐共分解方法制备了110K 单相 Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O 超导体.发现随着氧含量的减少,超导转变温度降低,沿 b 轴方向的超格子的调制周期增加.认为两层 Bi-O 面之间夹的氧离子受热处理影响最严重.T_c 的降低是由于这些氧离子的减少而引起的载流子浓度下降所致.