Gd替代YBa2Cu3O7－δ超导体的相结构与局域电子结构的研究

利用正电子湮没实验，结合x射线衍射(XRD)结构分析，研究了具有混合稀土特征的(Y_{1 -x}Gd_x)Ba₂Cu₃O_7-δ系列样品. XRD 实验结果表明，半径较大的Gd离子Y位替代使得样品晶胞参数和晶胞体积增大，但所有样品 仍保持与YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)样品相同的单相正交结 构. 正电子湮没实验表明，正电子各寿命参数表现出很强的Gd替代依赖关系. 从正电子实验 结果出发，计算了Cu-O链区局域电子密度n_e的变化. 结果表明，局域电子密度n _e随Gd含量x的增加而减小，而超导转变温度T_c随局域电子密度ne的减小而增加，这种局域电子密度n_e与超导电性的关联是与铜位替代 完全不同的，且可能是近年来人们关于混合稀土铜氧化物体系具有较高临界电流密度的原因 之一. 该研究结果为铜氧化物超导体的应用和机理研究提供了相应的正电子实验资料. 关键词： 超导电性 正电子湮没 相结构 局域电子密度     

Gd替代YBa2Cu3O7-δ超导体的相结构与局域电子结构的研究

利用正电子湮没实验,结合x射线衍射(XRD)结构分析,研究了具有混合稀土特征的(Y1-xGdx)Ba2Cu3O7-δ系列样品.XRD实验结果表明,半径较大的Gd离子Y位替代使得样品晶胞参数和晶胞体积增大,但所有样品仍保持与YBa2Cu3O7-δ(YBCO)样品相同的单相正交结构.正电子湮没实验表明,正电子各寿命参数表现出很强的Gd替代依赖关系.从正电子实验结果出发,计算了Cu-O链区局域电子密度ne的变化.结果表明,局域电子密度ne随Gd含量x的增加而减小,而超导转变温度Tc随局域电子密度ne的减小而增加,这种局域电子密度ne与超导电性的关联是与铜位替代完全不同的,且可能是近年来人们关于混合稀土铜氧化物体系具有较高临界电流密度的原因之一.该研究结果为铜氧化物超导体的应用和机理研究提供了相应的正电子实验资料.     

YBa2Cu3O7-δ超导体氧缺陷的正电子寿命谱

系统研究了不同氧缺陷的YBa_2Cu_3O_(7-δ)(δ=0.06—0.68)超导体正常态(300K)和超导态(77K)下的正电子寿命谱,利用两态捕获模型对实验结果进行了分析,计算了相应的局域电子密度n_c和空位浓度C_v随氧缺陷δ的变化,给出了氧缺陷YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系的正电子湮没特征,讨论了相应的正电子湮没机制以及与超导电性之间的关联。 关键词：     

Y1-xRxBa2Cu3O7-δ体系R=Eu、Gd)的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ(R=Eu、Gd)两个系列样品的超导电性研究结果.首先,发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加,Y1-x〗EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大,但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命实验结果表明Cu-O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小,说明Eu、Gd对Y位的替代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;超导转变温度T\-c随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加,反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构,但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合;Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关,而与掺杂离子的半径有关.     

Y1-xRxBa2Cu3O7—δ体系（R=Eu、Gd）的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ（R=Eu、Gd）两个系列样品的超导电性研究结果．首先，发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加，Y1-x]EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大．但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构；正电子平均寿命实验结果表明Cu—O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小．说明Eu、Gd对Y位的替代引起晶胞结构参量的变化不汉改变了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；超导转变温度Tc随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加，反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构．但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合：Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关，而与掺杂离子的半径有关．     

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.     

氧含量对BiFeOδ多晶陶瓷介电特性的影响

采用固相反应法制备了不同含氧量的BiFeO_δ多晶陶瓷样品，利用HP4294A阻抗分析仪测量了样品的介电特性随频率和氧含量的变化，用正电子湮没寿命谱学的方法研究了样品中因氧含量的变化所引起的结构缺陷. 实验结果表明：引入氧空位和氧填隙离子缺陷都会使介电常数减小，而介电损耗则随氧含量的增加而增加，二者的变化范围均在10%—35%之间；对不同氧含量的BiFeO_δ样品，介电常数和介电损耗随测量频率的增加而减小. 氧空位的引入使得局域电子密度变小，正电子平均寿命τ_m增加. 在氧含量δ=2.99时电子密度最大(n_e=3.90×10²³/cm³)，继续增加氧含量对正电子寿命与局域电子密度的影响不大. BiFeO_δ样品的介电常数和介电损耗随氧含量的变化可以在空间电荷限制电导的框架下来理解.     

Pr0.2Yb0.8-xLaxBa2Cu3O7-δ体系的超导电性和磁性

本文研究了Pr_0.2Yb_0.8-xLa_xBa₂Cu₃O_7-δ体系的晶体结构,超导电性和磁性。结果表明,在Pr含量不变的条件下,超导转变温度随稀土离子半径增大而降低,当x≈0.65时,T_c=0;电子比热和费密能级上的态密度也随稀土离子半径增大而降低。并讨论了稀土离子半径与杂化的关系。 关键词：     

镧系超导体1/8反常现象的研究

我们测量了La2-xMxCuO4 (LMCO,M=Sr,Ba,x=0.05,0.10,0.125,0.15,0.2)体系的室温正电子寿命谱,研究了正电子湮没机制与超导电性之间的关系.实验结果表明在x=1/8附近电子密度(ne)出现峰值响应,说明在掺杂浓度不断增加的过程中,当x<1/8时,正电子-空穴反关联起决定性的作用,而在x>1/8时,化学掺杂引起的电子损失是决定电子密度的最重要的原因.     

YBa2－xSrxCu3Oy体系的正电子湮没辐射一维角关联谱研究

通过对YBa_2－xSr_xCu₃O_y高温超导体系正电子湮没辐射一维角关联谱的测量,并结合超导临界温度T_C、氧含量以及晶体结构的综合分析,发现:Sr的替代,使体系的正交化程度减弱,T_C系统地下降,氧含量基本不变,也没有影响Cu-O链的电子结构,但却引起了Cu-O面电子结构的较大变化.据此,作者认为Cu-O面的局域电子结构是1:2:3相高温超导体中高温超导电性的决定因素.     

磁性离子Fe和Ni替代YBCO体系的结构特征和载流子局域化

为阐明磁性离子在不同替代位置对YBCO体系超导电性的影响机制，利用正电子湮没及相关实验手段结合数值模拟，系统研究了Fe和Ni掺杂的YBa₂Cu₃O_7-δ体系. 结果表明，Fe和Ni离子在替代过程中均以离子团簇的形式进入晶格. 当离子进入CuO₂面时，由于团簇改变了周围的电子结构，造成电子的局域化，并直接影响了电子对的配对和输运，因而强烈抑制了体系的超导电性.而当掺杂离子进入Cu-O链区时，它们同样通过团簇的形式改变周围 关键词： YBCO超导体 磁性离子替代 正电子湮没 数值模拟     

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     

完美晶体中正电子体寿命计算的几种方法的分析与比较

以正电子寿命为探测对象的正电子湮没寿命谱技术在研究半导体等材料的微缺陷方面得到了广泛的应用,它对晶体的结构类型、缺陷种类以及温度等十分敏感,因此,理论上正电子寿命的快速精确计算与实验数据的结合分析显得尤为重要. 采用中性原子叠加模型、赝势方法和全势方法处理正电子局域势能,有限差分方法自洽求解正电子波函数,局域密度近似和广义梯度近似处理正电子电子关联势和增强因子,以体心立方结构的α-Fe、面心立方结构的Al和复式面心立方结构的Si三种单晶固体为例,分别计算了它们的正电子体寿命,计算值与相应的实验结果和其他计算结果均符合较好. 同时细致分析了这几种方法在电子密度网格点精度、正电子电子关联势和增强因子等方面对正电子体寿命计算的影响,探讨了这几种方法在计算正电子体寿命方面各自的优缺点. 关键词： 正电子体寿命 完美晶体 正电子电子关联势 增强因子     

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.     

YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_y体系的正电子湮没辐射一维角关联谱研究

通过对YBa_(2-x)Sr_xCu_3O_y高温超导体系正电子湮没辐射一维角关联谱的测量,并结合超导临界温度Tc、氧含量以及晶体结构的综合分析,发现:Sr的替代,使体系的正交化程度减弱,T_c系统地下降,氧含量基本不变,也没有影响Cu-O链的电子结构,但却引起了Cu-O面电子结构的较大变化。据此,作者认为Cu-O面的局域电子结构是1:2:3相高温超导体中高温超导电性的决定因素。     

MgB2超导体的正电子湮没研究

本文利用正电子湮没技术(PAT)对不同密度的MgB2样品分别进行了测定,结果发现正电子在MgB2中自由态的湮没时间(本征寿命τ1)和在捕获态的湮没时间(缺陷寿命τ2)比其他高温超导体都明显要高,这反映了MgB2的体电子浓度相对于其它超导体要低,可能归因于MgB2超导材料本身的晶体结构和化学组成,MgB2超导材料的正电子寿命不仅与晶体的结构缺陷,而且与样品的密度或孔隙度有关.     

MgB2超导体的正电子湮没研究

本文利用正电子湮没技术（PAT）对不同密度的MgB2样品分别进行了测定，结果发现正电子在MgB2中自由态的湮没时间（本征寿命τ1）和在捕获态的湮没时间（缺陷寿命τ2）比其他高温超导体都明显要高，这反映了MgB2的体电子浓度相对于其它超导体要低，可能归因于MgB2超导材料本身的晶体结构和化学组成，MgB2超导材料的正电子寿命不仅与晶体的结构缺陷，而且与样品的密度或孔隙度有关．     

镧系超导体1／8反常现象的研究

我们测量了La2-xMxCuO4（LMCO，M=Sr，Ba，x=0．05，0．10，0．125，0．15，0．2）体系的室温正电子寿命谱，研究了正电子湮没机制与超导电性之间的关系．实验结果表明在x=1／8附近电子密度（ne）出现峰值响应，说明在掺杂浓度不断增加的过程中，当x〈1／8时，正电子-空穴反关联起决定性的作用．而在x〉1／8时，化学掺杂引起的电子损失是决定电子密度的最重要的原因．     

YBa2Cu3-xZnxO7-δ(x=0.0～0.5)体系的正电子寿命谱研究

利用正电子湮没谱方法,对Zn替代的YBa2Cu3-xZnxO7-δ(x=0.0～0.5)体系进行了系统研究,给出了正电子寿命参数随Zn替代含量x的变化.证明CuO2面载流子的不均匀分布乃是Zn替代引起超导电性退化的主要原因.讨论了Zn替代引起Y-123体系电子结构的变化特征并给出了初步的解释.     

YBa2Cu3—xZnxO7—hδ（X=0.0~0.5）体系的正电子寿命谱研究

利用正电子湮没谱方法,对Zn替代的YBa2Cu3-xZnxO7-δ(x=0.0～0.5)体系进行了系统研究,给出了正电子寿命参数随Zn替代含量x的变化.证明CuO2面载流子的不均匀分布乃是Zn替代引起超导电性退化的主要原因.讨论了Zn替代引起Y-123体系电子结构的变化特征并给出了初步的解释.