Fe和Co离子在YBCO中团簇效应的理论和实验研究

通过数值模拟计算和正电子湮没等方法,系统研究了磁性离子Fe和Co掺杂的YBCO系列样品,结果表明,小掺杂量时离子以分散形式存在,随着掺杂量增大,离子以不同的团簇形式进入晶格,并通过团簇带入氧离子.在Cu-O链区域六离子团簇出现的几率最大,团簇效应抑制了空穴载流子的产生及其向CuO2面区域的转移,弱化了载流子库的功能.然而由于它们仅间接影响了电子的配对和输运,因而对超导电性抑制较弱.另外,通过与非磁性离子掺杂效应等因素比较,显示出Fe和Co掺杂对超导电性抑制与其磁性没有直接关联.     

YBCO体系中Ni替代位置分布的转移与正电子寿命参数的变化

利用正电子湮没和X—射线衍射技术，对Ni替代的YBa2Cu3-xNixO7-δ(x=0.0-0.5)超导体系进行了系统研究，分析了体系的精细结构和正电子寿命参数的变化特征，给出了Ni替代位置在Cu(1)和Cu(2)位之间的可能转移以及与正电子寿命参数之间的关联。结果表明，在小替代浓度下，Ni主要占据Cu(2)位，随替代含量的增加，出现部分Ni向Cu(1)位转移，进一步增大Ni替代含量(x≥0．2)，则出现部分Ni在Cu(1)和Cu(2)位之间随机分布，并伴随有杂相出现。同时，讨论了Ni对超导电性抑制的磁散射机理及其解释。     

非磁性离子Zn和Al替代对YBCO电子结构及超导电性的影响

为了澄清非磁性离子在不同替代位置对YBCO体系超导电性影响的物理机制,本文利用正电子湮没及相关实验手段对YBa2Cu3-x(Zn,Al)xO7-δ(x=0.0～0.4)体系进行了系统研究.结果表明,Zn对Cu(2)位的占据造成电子局域化的增强效应直接影响到了载流子的配对和有效输运,对体系的超导电性产生较强的抑制,使得Tc急剧下降;而Al对Cu-O链区域的替代则是通过对电子的弱局域化效应,最终对载流子库区产生影响,弱化了载流子向导电层CuO2面的转移,从而影响到体系的超导电性.     

Fe掺杂YBCO体系结构变化与团簇效应的正电子实验研究

用固态反应法制备了YBa₂Cu_3-xFe_xO_y(x=0—0.5)一系列样品,反应在空气中进行.运用正电子湮没技术、扫描电子显微镜和X射线衍射进行了研究,并测定了氧含量.正电子湮没结果发现,x=0.12时短寿命分量τ₁和长寿命分量τ₂都存在一异常变化.X射线衍射和扫描电子显微镜研究分别表明,材料在x=0.12—0.15区间内发生正交四方相变,晶粒尺寸突然由小变大.通过对上述实验结果的分析可以得到,在该类材料中,正电子对结构相变十分敏感;另外,当Fe掺杂量增大到一定程度时,Fe原子由随机分布变为成簇分布 关键词： Fe掺杂YBCO 高温超导电性 正电子湮没 结构相变     

氧含量对Fe掺杂YBCO体系中载流子局域化与离子团簇效应的影响

对YBa₂Cu_3-xFe_xO_y（x=00，01，02 ）和YBa₂Cu_2.8Fe_0.2O_y（y=705—653 ）系列样品的氧含量、霍尔系数和超导电性进 行了系统的研究.结果表明，氧含量的变化对样品中载流子的输运和转移及超导电性有重要 影响；适当增加氧含量可以减缓Cu(1)位元素替代对超导转变温度T_c的抑制；在 CuO₂面上参与输运的载流子（空穴）浓度是影响样品超导电性的关键因素.从电 荷转移模型出发 ，结合掺杂离子引起的载流子局域化和离子团簇效应，对载流子浓度随掺杂量和氧含量的变 化从微观结构方面进行了讨论.元素替代量的增加或者氧含量的降低（相同替代量的情况下 ）都将导致Cu-O链区的有效氧空位增多，导致替代元素的离子团簇效应和载流子局域化效应 趋于增强，这是引起参与输运的载流子浓度下降，进而导致T_c降低的主要原因. 关键词： 氧含量 霍尔系数 载流子局域化 离子团簇效应     

晶格常数与掺杂YBCO体系超导电性的关系

依据现有的YBCO掺杂实验,对掺杂YBCO体系超导电性与其晶格常数进行了研究,发现它们之间具有较好的规律性。因此提出用晶格常数作为掺杂YBCO超导电性的一个判断标准,这对探索超导机制及对今后实验工作掺杂元素和掺杂比例的选取有很好的指导意义。     

YBCO涂层导体用Ni5W基带的制备和立方织构的发展

为了制作能满足YBCO涂层导体(coated conductor)所需要的高强度、低磁性的立方织构基带,本工作用粉末冶金方法制作了Ni-5at%W合金基带.为评估基带中立方织构的发展,用March-Dollase函数对各种热处理样品的择优取向度进行了研究,结果与用X射线极图法和电子背散射衍射法得到的结果基本一致.研究结果表明,在实验中所用的工艺参数范围内,随总加工率和热处理温度的提高,基带中立方织构百分数明显增高.提高总加工率实际增加了冷加工样品中立方织构晶粒或立方核心的数量.实验中得到了较好的和实用的工艺制度,用这种工艺可以制作出具有99%～100%立方织构百分数,并具有很好一致取向度的Ni5W基带.     

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.     

Fe,Ni掺杂CdS的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理研究了Fe,Ni单掺杂和（Fe,Ni）共掺杂CdS的能带结构、电子态密度分布、介电常数和光学吸收系数,分析了掺杂后电子结构和光学性质的变化.计算结果表明:掺杂体系的CdS晶格常量均减少,能带宽度减小,介电函数虚部ε₂（ω）都在0.53 eV左右出现了一个新峰,吸收光谱发生明显的红移,它们均在1.35 eV处出现较强吸收峰.     

La系收缩效应对RBa2Cu3Q7-δ体系局域电子结构和超导电性的影响

用固态反应法制备了RBa2Cu3O7δ(R123)系列样品,其中R=Tm,Dy,Gd,Eu,Nd和Y.利用正电子湮没技术以及x射线衍射等实验技术研究了稀土离子半径r对材料局域电子结构和晶体结构以及超导电性的影响.实验结果表明,正电子寿命参量τ1,τ2均随R3+半径增加而单调增加;据此所给出的局域电子密度ne,随稀土离子半径的增加表象出单调减小的趋势.实验证明局域电子密度以及晶格结构的正交性均是影响材料超导电性的因素 关键词： 稀土离子半径 高温超导电性 正电子湮没 局域电子结构     

Superconductivity without dependence on valenceelectron density in Zn doped YBCO systems

This paper reports that the YBa2Cu3-xZnxO7-δ （x = 0-0.4） samples are researched by means of x-ray diffraction, calculations of binding energy, the positron experiments and variations of oxygen content. The results of simulated calculations, positron experiments and variations of oxygen content support the existence of cluster effect. Moreover, it is concluded that the cluster effect is an important factor on suppression of high-Tc cuprate superconductivity and the Tc does not depend on the density of valence electron directly.     

Trapped field and levitation force in melt-textured YBCO doped with Ni and Li

Trapped magnetic fields and levitation forces at 77 K have been studied in bulk melt-textured YBCO with single grains of 26 mm, doped with different content of Li and Ni. Li dopant results in higher trapped field than Ni indicating that Li additions are more effective in increasing pinning capabilities.     

NdFeB永磁体下YBaCuO块材在交流磁扰动中的悬浮力磁滞特性

研究了交流磁扰动对高温超导块材和永磁体之间悬浮力的影响。实验分析了在零场冷(ZFC)条件下,不同频率的交流磁场扰动下的悬浮力曲线;另外还研究了交流磁扰动在永磁体下降和上升过程中对悬浮力的影响,发现上升过程中悬浮力受交流磁场影响较大,而在下降过程中影响则较为不明显,同时随着交流磁场幅值的增大,悬浮力的滞回曲线逐渐加宽。说明交流磁场导致了超导块磁滞损耗的增加,对超导磁浮特性的研究具有理论意义。     

Structural and magnetic properties of Fe doped NiO

Mott-Hubbard anti-ferromagnetic insulator, NiO shows p-type semiconducting behaviour due to vacancy at Ni²⁺ site in its bunsenite structure. We report the modification of structural and magnetic order in NiO on Fe doping. NiO samples at different Fe concentrations in the range 0 to 5 at.% have been prepared by chemical co-precipitation and post thermal decomposition method. Both structural and magnetic characterization reveal that with increasing Fe doping concentration, NiO evolves as a magnetically inhomogeneous state out of the parent homogeneous antiferromagnetic state. In addition, structural inhomogeneity was also observed with Fe precipitating to γ-Fe₂O₃ phase, the signature of which could be clearly seen for Fe content beyond 2 at.%. At lower Fe content however, some amount of Fe occupies lattice and interstitial sites in the NiO matrix and drive the latter to acquire ferromagnetic ordering, which was evident from a clear hysteresis loop at 300 K.      

Fe和Ni共掺杂ZnO的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论的第一性原理研究Fe,Ni单掺杂和(Fe,Ni)共掺杂纤锌矿型ZnO的能带结构、电子态密度分布、介电函数、光学吸收系数,分析了掺杂后电子结构与光学性质的变化.计算结果表明：掺杂体系的费米能级附近电子态密度主要来源于Fe 3d,Ni 3d态电子的贡献;与纯净ZnO相比,Fe,Ni单掺杂和(Fe,Ni)共掺杂ZnO的介电函数虚部均在0.46eV左右出现了一个新峰;Fe,Ni单掺杂和共掺杂ZnO的吸收光谱均发生明显的红移,并都在1.3eV处出现较强吸收峰.结合他人的计算和实验结果,给出了定性的讨 关键词： 氧化锌 掺杂 第一性原理 光学性质     

Magnetic structure of the manganites heavily doped by Fe and Cr ions

Powder neutron diffraction and magnetic studies have been performed for NdMn_0.5Fe_0.5O₃ and NdMn_0.5Cr_0.5O₃ manganites. In NdMn_0.5Cr_0.5O₃, magnetic structure has been revealed consisting of ferromagnetic and G-type antiferromagnetic components as result of a 3d-ions magnetic moments ordering. Magnetic moments of Nd-ions are parallel to the ferromagnetic component. In NdMn_0.5Fe_0.5O₃ only the antiferromagnetic G-type structure has been found whereas Nd-sublattice was not ordered. In the both compounds, magnetic moments of 3d-ions are significantly less than one can expect, what is interpreted in terms of intrinsic chemical inhomogeneity. Magnetic phase diagrams have been constructed for the Nd(Mn_1−xM_x)O₃ (M=Fe, Cr) systems, interpreted assuming superexchange interactions Mn³⁺–O–Cr³⁺ to be positive, Mn³⁺–O–Fe³⁺ negative and taking into account a disordered arrangement of Mn and Cr ions in the crystal structure sublattice as well as interplay between Jahn–Teller effect and superexchange interactions.     

强磁场对金属离子掺杂CaTiO$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;结构和光学性能的影响

研究了800 ℃条件下不同制备磁场强度(最高12 T)对CaTiO₃ 及其浸渍掺杂样品在结构和光学性能方面的影响. 研究表明：样品吸光性能随浸渍掺杂的离子浓度的增大而提升,且发生红移现象;相同掺杂浓度下,磁场下制备样品的吸光性能均较非磁场下制备的样品有所提高,但不同磁场强度下所制备样品的吸光曲线彼此差异不大;此外,磁制备纯CaTiO₃晶体粉末的X-射线衍射曲线峰左移,紫外-可见漫反射光谱吸收截止波长增长,这表明强磁场可使CaTiO₃晶面间距和晶格常数增大、禁带宽度减小. 关键词： 3')" href="#">CaTiO₃ 强磁场 掺杂