YBa_2Cu_3O_(7-δ)中的磁有序和超导电性

我们在一块 Y-Ba-Cu-O 的薄膜上发现存在两次电阻转变,其一发生在120K 到室温的某一温度,另一个转变总是发生在90K.微型磁扭摆实验及 A.C 磁化率实验表明发生在较高温区的电阻跃变伴随着磁有序化;而发生在90K 的跃变是超导转变.作者认为发生在高温区的磁有序与氧空位的完全有序和 Cu^(3+)/Cu^(2+)的比值有关.     

水份对YBa_2Cu_3O_7超导电性的影响

在高 T_c 超导体的应用中,首先遇到和必需解决的是稳定性问题,特别是在潮湿空气和浸水条件下,对样品超导电性的影响.但在至今所进行的相应的研究中,都不能定量地测定样品中的水含量.本文采用热中子透射法测定了样品的水含量,从而定量地研究了水含量对超导样品性能的影响.     

钡位Mg掺杂对YBa2Cu3O7-δ晶体结构和超导电性的影响

利用XRD对系列样品YBa2-xMgxCu3O7-δ的晶体结构进行研究,给出了体系相结构的掺杂效应,结果发现,随着掺杂量的增加(x=0～0.2),样品的晶体结构由正交相向四方相转变.同时采用四引线法对掺杂样品YBa2-xMgxCu3O7-δ的超导电性能进行了系统测量,结果表明随着Mg掺杂量的增加超导转变温度总体呈明显降低趋势.初步分析了Ba位Mg掺杂所引起的晶体结构变化对超导电性的影响.该研究结果为高温超导机理的进一步研究提供了实验资料.     

CeO_2和Y_2Ba_1Cu_1O_(5-δ)共同掺杂对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的超导电性及其晶格结构的影响

采用固相反应法成功制备出一批Y123与Y211的摩尔比为1∶0.47的混合物,并在此混合物的基础上掺入CeO2,掺入的比例x分别为0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%、3.0wt%、4.0wt%。采用了X-射线衍射仪对样品的晶格结构进行了分析,测量结果表明:x=1.0wt%时掺杂效果最好,同时也充分说明Y123的晶格结构与其超导电性之间存在着一种内在的必然关联。并通过对其测试临界转变温度以及转变宽度,测量结果也充分验证了上述结论。     

平均价电子数与掺杂Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)体系超导电性的关系

文中尝试引进平均价电子数对掺杂Y1Ba2Cu3O7-δ(YBCO)体系超导电性进行分析。结果表明,掺杂YB-CO体系的平均价电子数Zv与转变温度Tc、临界电流密度Jc之间有较好高斯分布规律。因此,提出用平均价电子数作为提高掺杂YBCO体系超导电性的一个新依据。这对今后制备出具有更高Tc、Jc的掺杂YBCO超导氧化物有很好的指导意义。     

YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)超导体结构相变及其超导电性的研究

我们对YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)(0≤x≤0.07)超导体的结构相变与超导电性进行了系统研究。x射线衍射分析表明样品在x≈0.04时存在一个从正交晶到四方晶的结构相变过程,原胞体积随铁的组分增加而变大。R-T曲线测量得到零电阻温度随铁组分的增加迅速下降到液氮温度以下,零电阻温度T_c(O)随x增大而减小且在结构相变点没有突变。微结构分析表明从正交晶到四方晶的相变过程伴随着孪晶现象的消失。     

电子型超导体Pr1.85Ce0.15CuO4-δ中Cu位V替代对超导电性的影响

本文研究了Pr1.85Ce0.15CuO4-δ(PCCO)中V4 离子替代Cu2 离子后对其超导电性的影响.Pr1.85Ce0.15Cu1-xVxO4-δ(x=0～0.10)电阻率测量结果显示:微量(x≤0.04)V4 离子替代Cu2 离子可以改善样品的超导电性;随着替代量的增加,体系的超导电性逐渐被抑制,x=0.08时超导电性消失.我们主要从样品的微观结构和载流子浓度两个方面的变化分析了V4 替代Cu2 对PCCO超导电性的影响机制.霍尔系数实验结果表明,替代量较少时,体系中载流子浓度随着x的增加而增加,有助于超导电性的改善,但是当替代量增加到一定程度时,晶格畸变程度的增大和顶点氧的出现,抑制了超导电性.     

YBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(7-y)体系的结构及超导电性

本文系统地研究了 Sn 含量对 YBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(7-y)体系超导电性和结构的影响.结果发现,在 x=0—1.1范围,该体系的零电阻温度均在90K 以上.当 x≥1.3时,在液氮温区不超导.X 射线衍射分析表明,该体系中的123相和未知新相的结构随 Sn 含量的增大呈现有规律的变化.结合透射电镜的分析,初步得出此新相可能是结构畸变了的 BaSnO_3;123相中,当x=1.0时,在123相中约有0.2个 Cu 被取代.占 Cu 总量的6%左右.由此我们认为:Sn替代 Cu 后新生成的相在较宽广的组分范围调制了123相的结构,稳定了123相.少量的 Sn进入123相后,替代了 Cu-O 链中 Cu 的格位,破坏了 Cu-O 链,但仍保持90K 以上的超导性,由此表明 Cu-O 链对高温超导可能不起主要作用.     

电子型超导体Pr1.85Ce0．15CuO4—δ中Cu位V替代对超导电性的影响

本文研究了Pr1.85Ce0．15CuO4-δ（PCZA））中V^4＋离子替代Cu^2＋离子后对其超导电性的影响．Pr1.85Ce0．15Cu1-xVxO4-δ（x=0～0．10）电阻率测量结果显示：微量（x≤0．04）V^4＋离子替代Cu^2＋离子可以改善样品的超导电性；随着替代量的增加，体系的超导电性逐渐被抑制，x=0．08时超导电性消失．我们主要从样品的微观结构和载流子浓度两个方面的变化分析了V^4＋替代Cu^2＋对PCCO超导电性的影响机制．霍尔系数实验结果表明，替代量较少时，体系中载流子浓度随着x的增加而增加，有助于超导电性的改善，但是当替代量增加到一定程度时，晶格畸变程度的增大和顶点氧的出现，抑制了超导电性．     

大尺寸GbBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的超导电性

本文报道,以Gd完全取代Y采用熔盐法,生长出了最大尺寸为7×3×2mm_3的一系列单晶体。结构分析表明,它们均属正交结构的1-2-3相单晶,空间群为P_(mmm),其中未经热处理样品的晶胞参数为α=3.88A,b=3.82A,c=11.68A。测得其超导临界温度为72K。经热处理后样品的超导电性得到显著改善,T_c=82K。     

Eu(Pr)替代Ba位对EuBa2Cu3O7-δ晶体结构及其超导电性的影响

采用X射线衍射、直流输运和拉曼光谱法分别研究了Pr和Eu替代EuBa2 Cu3O7 δ的Ba位对晶体结构及其超导电性的影响。实验结果表明 ,随着Pr和Eu替代浓度的增加 ,晶体结构发生了从正交相到四方相的结构转变 ,超导临界温度Tc 迅速降低 ,拉曼光谱表明 ,随着替代含量的增加 ,Cu(1)—O(4 )的拉伸振动 5 0 4cm- 1 和Cu(2 )—O(2 ,3)反相弯曲的振动模 30 4cm- 1 系统地向高波数移动。     

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.     

Eu替代浓度对Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ体系电子结构和超导电性的影响

利用正电子湮没和X-射线衍射技术,对Eu替代Y位的Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1.0)超导体系进行了系统研究,分析了体系的电子结构和正电子寿命参数的变化特征.给出了超导转变温度Tc与Eu替代浓度x之关联.结果表明:所有Y1-xEuxBa2Cu3O7-δ样品均保持与YBa2Cu3O7-δ(Y-123)样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命τm随Eu替代浓度x的增加而增加,反映了Eu替代Y位引起晶胞结构参量的变化不仅改变了Y位的电子密度,同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布及Cu-O面的层间耦合.     

3d金属离子Bi位替代对新型层状超导体Bi_4O_4S_3超导电性的影响

文章报道了3d金属离子X(X=Fe3+,Co3+,Mn4+)少量掺杂对新近发现的超导体Bi4O4S3结构及超导电性的影响.粉末X射线衍射数据表明,少量3d金属离子X的掺杂对晶格结构几乎没有影响.观察发现随着掺杂离子X半径的减少,超导转变宽度△Tc变窄,也就是少量3d金属离子X的掺入提高了Bi4O4S3的超导电性.3d金属离子X的部分掺入提高了Bi4O4S3超导转变温度是一个非常值得关注的现象.     

GdBa_2Cu_(3-x)CO_xO_y、NdBa_2Cu_(3-x)CO_xO_y 的超导电性

采用固相反应法制备了单相元素替代超导氧化物系列 GdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y,NdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y对这些样品的晶格常数和电阻-温度关系进行了测量,发现随掺杂量 x 的增加,①两系列样品均呈现出金属-半导体转变;②NdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y 出现一从正交到四方的结构相变,并且在发生该相变之前,超导电性已消失;③GdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_y 的 T_c(x)随 x 变化近似成线性关系.取适当的 x_(cr),与 AG 曲线比较,发现在高含量区出现偏差.将本实验结果与 YBa_2Cu_(3-x)Co_xO_(7-δ)、YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ),YBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ),GdBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)等系列相应的结果作比较,认为磁性稀土元素与固有磁矩较大的过渡元素间很可能存在某种磁相互作用.同时还讨论了其它可能的拆对机制.     

YBa2—xMxCu3O7—δ（M=Ca,Sr）的晶体结构与超导电性

通过对正交单相 YBa_(2-x)M_xCu_3O_(7-δ)(M=Ca,x=0.05,0.1,0.25;M=Sr,x=0.1,1.0)样品的晶格参数、超导电性、氧含量以及 Hall 系数的测量,发现随着替代元素含量的增加,体系氧含量基本不变,正交化程度减弱,四方化程度增强,Cu-O 面上的载流子浓度减少,超导中点转变温度(T_c)呈下降的趋势.分析表明,四方化程度增强与局域结构扭曲密切相关;Cu-O 面上的载流子浓度对高 T_c 的超导电性影响很大.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)陶瓷超导体的颗粒超导电性特征

通过测量 YBa_2Cu_3O_(1-δ)单相多晶样品的结构、超导电性、磁阻、Hall 效应以及交流磁化率等特性,系统地研究了其颗粒超导电性以及输运性质.首次观察到了负磁阻效应、迴滞、Hall 系数反常等现象.就晶粒间界对样品电子输运特性和超导电性产生重大影响的物理起源作了分析,还给出了有关其电子结构和超导电性的一些特征参数.     

YBa2Cu3O7—δ中的元素替代效应

高临界温度氧化物超导体的发现,对超导电性研究领域、凝聚态物理、以至整个物理学和其它相关学科、高新技术的发展,已经并正在继续产生着深远的影响。高温超导体中元素替代研究有着其特殊的意义。例如,通过元素替代,已发现了多种结构类型的几十种新的高温氧化物超导     

大尺寸LnBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的生长及其超导电性

本文报道大尺寸LnBa_2Cu_3O_(7-δ)(Ln=Y,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)单晶生长及其超导电性,并讨论了(001)自然晶面的X射线多级衍射、劳厄相、旋进相等单晶鉴定法。