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.     

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.     

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.     

YBa2Cu3O7离子模型总能量的共价修正

基于离子模型,我们对于YBa_2Cu_3O_7中几种可能的电荷分布情况的总能量进行了计算。包含了电荷密度交迭对总能量的贡献。为了同时研究高温超导中电子的关联和杂化,我们首先将离子波函数用为这个强关联体系的零级近似波函数。离子之间的电荷密度交迭被用来说明杂化效应。作为一级微扰修正,我们估算了这种效应对YBa_2Cu_3O_7每原胞总能量的贡献,并给予了讨论。     

YBa2Cu3O7—δ中Cu—O伸缩振动的红外吸收峰

根据YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导定向膜经不同温度退火后的红外反射光谱和不同掺Zn量的YBa_2Cu_(3-z)Zn_xO_(7-δ)的红外吸收光谱在500-700厘米~(-1)特征峰的变化,进一步讨论了YBa_2Cu_3O_(7-δ)中Ba-Ba层间和Y-Ba层间Cu-O键伸缩振动的三个红外吸收峰强度变化的本质。用红外入射光穿透深度随Y系样品电阻率提高而增大和对应二维CuO_2网络中Cu-O反称振动吸收的590厘米~(-1)峰强度变化不受氧缺位影响的事实,说明590厘米~(-1)的吸收峰不是氧缺位诱导的准局域振动模。同时对620厘米~(-1)和550厘米~(-1)吸收峰的解释也给予了必要的补充和验证。     

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.     

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.     

YBa_2Cu_3O(7-δ)在超导转变点处的比热反常

用连续量热法,在80—120K 对超导体 YBa_2Cu_3O_(7-δ)的比热进行了测量.结果表明在超导转变点 T_(mid)=92.4K 时,比热跳跃△Cp=7.1J/mol·K,由此计算出的△Cp/γT_c=2.05,比由 BCS 弱耦合理论推导出的1.43要大的多.说明高 T_c 氧化物 YBa_2Cu_3O_(7-δ)是具有强耦合相互作用行为,并由德拜公式拟合晶格比热计算出(?)_D=424.7K.     

Ar离子注入YBa2Cu3O7—x超导薄膜中微结构变化的透射电子显微镜研究

Ar离子注入YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜后,不仅会引起样品超导转变温度T_c和临界电流密度J_c的下降,还会使样品的正常态由金属型变为半导体型。透射电子显微镜观察发现在小剂量(<5×10~(12)Ar/cm~2)注入情况下,样品的晶格结构几乎不受影响。随着注入剂量的增加,晶格损伤越来越严重,最终变成非晶态。对实验结果的分析表明,Ar离子注入引起YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜超导性能的变化主要与O原子子晶格的无序化过程有关。     

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：     

YBa2Cu3O7—δ高温超导材料微波表面阻抗的研究

本文采用实验方法对高 T_c 超导材料 YBa_2Cu_3O_(7-6)块材的微波表面特性进行了研究,探讨了材料制备的工艺参数同微波性能的关系;还采用单腔多模和部分置换的方法,在 2cm 和3cm 频段,成功地测试和计算了高 T_c 超导材料 YBa2Cu_3O_(7-6)块材样品,在77K 时微波表面阻抗同工作频率的关系.其方法简单,测试准确,重复性好,对进一步研究高温超导体在微波频率下的表面物理特征有重要意义.     

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。     

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.     

YBa_2Cu_3O_7固相生成反应的历程

以碳酸盐,氧化物为原料,生成 YBa_2Cu_3O_7的固相反应历程,在升温过程(750℃→950℃)及等温过程(956℃)中是不同的.在升温过程为反应历程(Ⅰ):BaCO_3+CuO→BaCuO_2+CO_2↑,BaCuO_2+Y_2O_3→Y_2BaCuO_5,Y_2BaCuO_5+3BaCuO_2+2CuO+(1/2)O_2→2YBa_2Cu_3O_7在等温过程,混合存在着两个反应历程,即如上之(Ⅰ)及(Ⅱ):BaCO_3+Y_2O_3→Y_2BaO_4+CO_2↑,Y_2BaO_4+CuO→Y_2BaCuO_5,Y_2BaCuO_5+3BaCuO_2+2CuO+(1/2)Q_2→2YBa_2Cu_3O_7     

Al局域替代YBa_2Cu_3O_7中的Cu引起的电子结构变化

本文用 Recursion 方法研究了 Al 局域替代 YBa_2Cu_3O_7中的 Cu(1)引起的电子结构变化.研究发现 Al 的替代对替代晶位及其近邻的电子结构性质有重要影响.这些性质包括分波态密度、成键态的类型和强弱、晶位的原子价等.计算表明,Al 替代将导致电荷发生迁移,铜氧层内空穴减少,我们认为,这正是 Al 低浓度替代时 YBa_2Cu_3O_7超导转变温度下降的主要原因.     

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.     

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.     

YBa2Cu3Oy—xCeO2系陶瓷的超导电性

本文报道了名义组份为 YBa_2Cu_3O_(y-x)CeO_2(0≤x≤1.5)系统的超导电性.发现随着 CeO_2含量上升,形成立方相结构的第二相.对于名义组份为 YBa_2Cu_3O_y-1.5CeO_2的样品,X 射线衍射图上已观察不到1-2-3相的衍射峰,而主要为立方相的衍射线条,以及少量的杂相,但该样品的电阻值仍在90K 处开始下降,并在～58.8K 达到零电阻.作者对此作了讨论,并确定立方相为非超导的 BaCeO_3,材料在～58.8K 处的零电阻仍然是由于存在微量1-2-3相而产生的邻近效应和渗透超导电性所致.最后讨论了元素 Ce 对1-2-3相成相过程的影响.     

关于YBa_2Cu_3O_x-PrBa_2Cu_3O_x-YBa_2Cu_3O_x多层膜的研究

采用磁控溅射法研制了 YBa_2Cu_3O_x-PrBa_2Cu_3O_x-YBa_2Cu_3O_x 多层外延膜.上、下 YBa_2·Cu_3O_x 层的零电阻转变温度分别是80K 和82K.在77K 测量得到 PrBa_2Cu_3O_x 隔离层的电阻率约为 8×10~4Ω·cm.     

YBa_2Cu_3O_(7-y)单晶体的研制

用助熔剂缓冷法成功地生长出了YBa_2Cu_3O_(7-y)单晶体。晶体的最大尺寸可达2×1×0.5mm~3。单个晶粒的粉末X射线衍射确认该晶粒为正交的YBa_2Cu_3O_(7-y)相。劳厄照相证明此晶粒为单晶体。对上述单晶体的交流磁化率测量表明,该晶体的超导转变温度为90.5K。对生长中观察到的一些现象也进行了简单讨论。