R1-xPrxBa2Cu3O7-δ超导Tc与稀土离子半径的关系

实验研究了R_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)系列的超导T_c和正常态电阻率,其中R=Nd,Dy,Tm,Yb和Lu。实验结果表明,Pr的部分替代导致超导T_c的抑制,其T_c抑制速率、临界Pr浓度X_(cr)和正常态电阻率与R三价离子半径之间有着密切相关。这个离子尺寸效应的起因可能与PrBa_2Cu_3O(7-δ)晶胞团的形成有关。 关键词：     

YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中的Pr替代效应

报道了YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)(0≤x≤0.15)体系的超导电性和正常态输运性质的测量。实验结果表明随着Pr在Ba晶位替代量的增加,超导转变临界温度T_c和由Hall系数推算的荷电载流子浓度P_H均单调下降。通过与Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)和Nd_(1 x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)体系的比较研究,作者发现上述三个体系的T_c变化均与载流子浓度的变化相关联。作者进而提出,在YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中Pr的空穴填充效应导致可迁移空穴浓度下降,从而压制T_c;而在Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中载流子浓度的下降则是主要来源于Pr替代对空穴的局域作用,T_c同样被压制。Pr的拆对效应不明显。     

YBa2-xPrxCu3O7-δ体系中的Pr替代效应

报道了YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)(0≤x≤0.15)体系的超导电性和正常态输运性质的测量。实验结果表明随着Pr在Ba晶位替代量的增加,超导转变临界温度T_c和由Hall系数推算的荷电载流子浓度P_H均单调下降。通过与Y_(2-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)和Nd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)体系的比较研究,作者发现上述三个体系的T_c变化均与载流子浓度的变化相关联。作者进而提出,在YBa_(2-x)Pr_xCu_3O_(7-δ)体系中Pr的空穴填充效应 关键词：     

YBa_2Pb_xCu_(3-x)O_y的临界电流特性

本文系统地研究了 Y Ba_2Pb_xCu_(3-x)O_y(0≤x≤0.4)高温超导体的正常态电阻率,交流磁化率,临界温度和临界电流密度等参量之间的关系.结果表明,在0≤x≤0.4范围内,样品的 T_c只有很小的变化,而电阻率和临界电流密度则随 x 发生显著的变化.特别是当 x=0.1时,样品的电阻率最小而相应的临界电流密度最大,在液氮温度下 J_c 为单相 Y Ba_2Cu_3O_(7-δ)样品的三倍多.作者还发现样品内界面层对临界电流的影响比超导相所占比例更大.作者应用McMillan 理论和 Ambegaokar-Baratoff 理论结果分析了实验数据.     

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.     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中的离子价键特性与超导电性

基于中子散射实验结果,应用键价计算方法研究了Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(x=0,0.2,0.4,0.6)体系中离子的价键特性。对Cu(1),Cu(2)及Y(Pr)的键价和计算结果表明,Cu(2)的键价和与超导临界温度(T_c)之间存在着强烈的关朕。在氧含量基本保持不变的情况下,随Pr含量的增加,体系中电荷分布发生改变,Cu(1),Cu(2)的键价和下降,Y(Pr)的键价和上升,CuO_2面内的空穴部分地被局域于Pr-o键上。Pr对超导电性的淬灭,主要应归结为Pr对CuO_2面内空穴的局域化作用。     

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：     

Pr_(0.2)Yb_(0.8-x)La_xBa_2Cu_3O_(7-δ)体系的超导电性和磁性

本文研究了Pr_(0.2)Yb_(0.8-x)La_xBa_2Cu_3O_(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,Tc=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。     

Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)M_xO_(7-δ) (M=Fe,Ni)体系的超导电性

本文报道,通过对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)MxO_(7-δ)(M=Fe,Ni)体系样品的晶体结构、氧含量、正常态电阻率与温度的关系,以及超导转变温度等测量,并与YBa_2Cu_(3-x)MxO_(7-δ)(M=Fe,Ni)体系进行比较,发现Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系的Tc显著地高于相应x值的YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系,而Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ)体系则相反,Tc低于仅Ni替代的体系,表明Ca和Fe同时替代时两者引起的载流子浓度(n_H)变化相互补偿,抑制了仅Fe替代时引起的n_H和Tc急剧下降;而作Ca和Ni同时替代时主要的不是两者引起载流子浓度变化的相互补偿,Ca和Ni替代效应之间的关联较弱。作者认为,对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)体系属于CuO_2平面外的元素替代,这时载流子浓度是决定Tc的主要因素;而对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_(3-x)Ni_xO_(7-δ)体系,由于Ni~(2+)离子主要占据Cu(Ⅱ)位,它导致磁拆对效应,Ni~(2+)离子的拆对效应是引起Tc下降的直接原因。     

YBa_2(Cu_(0.95)M_(0.05))_3O_(7-δ)的代换效应及其中子衍射研究

X射线衍射实验表明YBa_2(Cu_(0.95)M_(0.05))_3O_(7-δ)(M=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)均为单相结构。Fe,Co,Ni和Zn对Cu的替代使超导临界温度T_c显著下降,而同样含量的Ti,V,Cr,Mn对Cu的替代并未对超导性能产生显著影响。并利用中子衍射分析了Ti,Mn,Fe和Co对Cu原子的取代,发现代换原子对Cu的两个晶位各自存在不同的择优占据,从而为分析不同晶位Cu在超导机制中的作用提供了依据。同时,本文研究了YBa_2·(Cu_(0.95)M_(0.05))_3O_(7-δ)的磁性,讨论了用3d金属离子代换Cu离子时对磁性的影响,以及磁性与超导性能之间的联系。     

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.     

YBa_2Cu_3O_(7-y)系统中交流磁化率与氧含量和结构的关系

我们测量了不同制备条件下的YBa_2Cu_3O_(7-y)多晶样品的交流磁化率,发现从正常态到超导态的交流磁化率的转变宽度△T_c强烈地依赖于样品的氧含量和结构,磁化率的大小与样品中超导成份的多少有关。     

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.     

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.     

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.     

GdBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的各向异性研究

本文报道了对GdBa_2Cu_3O_(7-8)单晶正常态电阻率、超导临界温变,以及磁转变的各向异性观测结果,发现ab平面上及c轴方向的电阻率,除T_c附近由于超导涨落引起的明显偏离以外,在正常态都能很好地满足Anderson-Zou关系:ρ=A/T BT,但两方向的A,B存在显著差异说明其输运电荷是由不同机制产生,它具有显著的二维特征;沿c轴方向的超导电性比沿ab平面的超导电性要弱,T_(ce)比T_(ce∥)低2K;H∥ab平面时的交流屏蔽效应仅是H⊥ab平面时的76％。     

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。     

金属玻璃(Cu_(1-x)Ni_x)_(33)Zr_(67)的超导电性

本文研究了金属玻璃(Cu_(1-x)Ni_x)_(33)Zr_(67)的超导电性.测量了超导转变温度T_c、上临界磁场H_c_2和其它重要物理量.结果分析表明:这些金属玻璃属于弱耦合超导体.随着Ni含量增多,T_c提高.由(dH_c_2/dT)_(T_c)的测量得到费米面上电子态密度N(0).Varma-Dynes参数δ粗略地是常数.较高的N(0)相应于较高的T_c.N(0)是支配超导行为的基本参量.     

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。