YBa_2Cu_3O_(7-δ)系高Tc超导体中的铜氧互作用

本文用子团模型模拟了在高Tc超导材料YB_2Cu_3O(7-δ)中铜氧原子(离子)间的相互作用,在局域密度近似下求解HFS方程的自给解的DV-X_α方法研究了一种可能的YBa_2Cu_3O_(7-δ)晶体结构模型基础上存在的各种不同的铜氧离子间的电子转移,键结合及费密面附近的态密度。     

高T_c超导体YBa_2Cu_3O_(9-δ)的远红外反射光谱

测量了高T_c超导体YBa_2Cu_3O_(9-δ)(T_c=90K)的远红外反射光谱,温度变化范围为4.2—200K。在30—360cm_(-1)光谱区间内出现了六个结构:S_1,S_2,N_1,N_2,N_3和N_4。S_1和S_2仅在超导态中出现,而其他四个结构在超导态和正常态中都存在。我们将s_1和S_2与超导能隙联系起来,认为N_i(i=(1—4))是材料的横光学声子反射带     

Y_xBa_(3-x)Cu_2O_7高T_c超导体远红外光谱的类激子模型

本文用类激子模型把多相Y_xBa_(3-x)Cu_2O_7系列高T_c超导体的远红外区大多数吸收峰分为三个线系,模型和实验结果符合很好(△<4cm~-1),显示出这些吸收峰有着非声子起源——类激子的能级跃迁,它提示我们Y_xBa_(3-x)Cu_2O_7高Tc的机制是由声子和激子能级跃迁的共振耦合决定的。实验得到的远红外谱表明超导样品和不超导样品几个吸收峰上有明显差别,这可以由它们的费密能级的位置不同来解释。最后给出了一些实验的结果预测。     

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。     

Pr(Sr_(0.2)Ca_(0.8))_2Mn_2O_7纳米颗粒的磁性研究

采用溶胶-凝胶法成功制备了双层钙钛矿锰氧化物Pr(Sr0.2Ca0.8)2Mn2O7纳米颗粒样品,并研究了样品的相结构和显微形貌及样品的磁性.X射线衍射分析结果表明样品中没有出现明显的杂相,SEM分析晶粒平均尺寸约为35nm,EDS测得的样品原子百分比表明成分基本没有偏析,Scherrer公式计算晶粒平均尺寸与SEM测试结果相同约为35nm.在场冷(field cooling FC)和零场冷(zero field cooling ZFC)模式测得的磁化强度-温度(M~T)曲线上,没有观察到300K时电荷有序转变;通过不同温度下磁化强度-磁场强度(M~T)曲线可以清楚的看出,Pr(Sr0.2Ca0.8)2Mn2O7纳米样品在5K和77K时都表现出铁磁行为,表明样品中铁磁(ferromagnetic FM)团簇磁矩已经开始有序排列形成铁磁态.     

Y_(1-x)Gd_xBa_2Cu_3O_(6+y)超导单晶的生长与高压氧退火

利用自助熔生长方法制备YBa_2Cu_3O_(6+y),Y_(0.5)Gd_(0.5)Ba_2Cu_3O_(6+y),与GdBa_2Cu_3O_(6+y),超导单晶。经多次试验,选择它的最佳生长条件。将单晶样品置于高压(～150bar)纯氧中退火,结果使T_c达到90K,说明这种退火对增加T_c很有效。劳埃衍射图进一步证明,样品是高质量单晶。关于它的结构、成份分析与磁性亦作过报道。     

Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x)氧化物中的相

样品A和B都是组成为Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x),但采用不同的热处理工艺后呈现出不同的导电性能,前者是超导体而后者在77.36K还为非超导体。两种样品都是多相化合物。超导样品A中的主相是具有有序畸变钙钛矿型结构的正交相,其单胞尺寸α=0.386,b=0.389和c=1.159nm,空间群是Pmmm。此外,还含有小量的另一类正交相(称phase- Ⅱ),其单胞尺寸是α=1.231,b=0.740,c=0.571nm,空间群是Pbam。 样品B中的主相仍然是上述的超导相,含有小量的 Phase-Ⅱ。此外,还含有小量的如下三种相:Phase-Ⅲ:正交晶系,α=0.892,b=0.639,c=0.535nm。Phase-Ⅳ:体心立方结构,a=1.822nm。Phase-V:六角晶系,a=b=0.526, c=0.635nm。     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)膜1/f噪声的研究

我们在８０～３００Ｋ温区测量了电阻随温度变化行为十分不同的Ｙ１－ｘＰｒｘＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（ｘ＝０，０．２，０．５，１）膜的１／ｆ噪声，发现Ｐｒ含量对样品噪声水平没有明显的影响．我们还将实验结果与Ｄｕｔａ－Ｈｏｒｎ热激活模型进行了比较．发现ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ膜符合较好，ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ膜定量上有较大差别．     

Possible Nodeless Superconducting Gaps in Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ) and YBa_2Cu_3O_(7-x) Revealed by Cross-Sectional Scanning Tunneling Spectroscopy

Pairing in the cuprate high-temperature superconductors and its origin remain among the most enduring mysteries in condensed matter physics.With cross-sectional scanning tunneling microscopy/spectroscopy we clearly reveal the spatial-dependence or inhomogeneity of the superconducting gap structure of Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)(Bi2212) and YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO) along their c-axes on a scale shorter than the interlayer spacing.By tunneling into the(100) plane of a Bi2212 single crystal and a YBCO film,we observe both U-shaped tunneling spectra with extended flat zero-conductance bottoms,and V-shaped gap structures,in different regions of each sample.On the YBCO film,tunneling into a(110) surface only reveals a U-shaped gap without any zero-bias peak.Our analysis suggests that the U-shaped gap is likely a nodeless superconducting gap.The V-shaped gap has a very small amplitude,and is likely proximity-induced by regions having the larger U-shaped gap.     

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。     

Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导体的红外、远红外光谱

本文报道了Ti_xY_(l-x)Ba_zCu_3O_(7-8)(x=0.2和0.4)在4.2—300K的红外、远红外光谱。在50—360cm~(-1)波段内发现七个反射峰。它们分别与Ba,Cu,O离子团,Y,O离子团。Ti,O离子团,以及Cu--O键的振动有关,对于x=0.2的样品,存在两个反转结构。对于x=0.4的样品,则仅发现一个反转结构。在红外光谱中观察到六个反对峰和三个吸收峰,它们的强度大多随Ti含量的增加而增强。与Y_1Ba_2Cu_3O_(7-8)的光谱结果比校,讨论了声子峰及反转结构的物理起因。     

Tunneling spectra of underdoped Bi_2Sr_2Ca_(1-x)Y_xCu_2O_(8+δ) intrinsic Josephson junctions

<正>Mesa-structured submicron intrinsic Josephson junctions are successfully fabricated and well characterized on underdoped Bi_2Sr_2Ca_(1-x)Y_xCu-2O_(8+δ) single crystals with a T_c of 80 K.Tunneling spectra at the temperatures ranging from 4.2 K to 295 K are measured.A pulse technique is used to reduce sample heating for the measurement near pseudogap opening temperature T~*~280 K.Our experimental results show that the superconducting gap,the peak-dip separation,and the pseudogap opening temperature are all increased as compared with those from near optimally doped samples,which requires further theoretical analysis in the future.     

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。     

高温超导体Bi_(1.7)Pb_(0.3)Sr_2Ca_1Cu_2O_(8+δ)中的电四极相互作用研究

用微分扰动角关联(DPAC)方法测量了高 T_c 超导体 Bi_(1.7)Pb_(0.3)Sr_2Ca_1Cu_2O_(8+δ)中的电四极相互作用.由分析室温和液氮温度下的 DPAC 谱,分别得出三组单值的电四极相互作用频率,它们对应于三种处在不同电场梯度(efg)位置的 Bi~1,Bi~2和 Bi~4.由实验结果看到,Bi~1位置的(V_z~1)_z在样品由常态转变为超导态时,增加到1.5倍.在室温和液氮温度下,都看出在Bi~2位置有明显的自旋弛豫现象存在.     

高Tc超导GdBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜双晶晶界结及双晶结光探测器

在晶界夹角分别为 2 4°,3 2°的 YSZ双晶基片上 ,制备了高 Tc Gd Ba2 Cu3O7-δ双晶超导薄膜 ,采用光刻技术在晶界上刻出了两种不同尺寸的双晶晶界结 ,在液氮温度下观测了结的直流 I-V特性 ,用 1 0 GHz微波辐照双晶结结区 ,观察到了结临界电流的压缩和 Shapiro台阶 ,表明双晶结具有约瑟夫逊弱连接行为。用上述双晶结进行光探测 ,用波长为 0 .63 2 8μm的 He-Ne激光器辐照结区 ,系统的观测了其光响应特性 ,结果如下 :噪声等效功率 NEP =1 .9× 1 0 - 1 3W,归一化探测率 D*=5.3× 1 0 9cm Hz12 W- 1 ,响应率 Rv =4 .2× 1 0 7V/W,响应时间 τ<6.3 5× 1 0 - 7s     

高分子辅助化学溶液沉积法制备涂层导体Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9-x)缓冲层

本文采用高分子辅助化学溶液沉积(PACSD)的方法,在双轴织构的Ni-5%W合金基底上制备了Sm0.2Ce0.8O1.9-x(SCO)单一缓冲层,并研究了不同退火温度对缓冲层织构和微结构的影响.研究结果表明,通过1100℃退火处理可以得到织构优良、表面致密平整,厚度可达200nm的SCO单一缓冲层.在该缓冲层上用类似的方法沉积的YBCO薄膜的临界超导转变温度Tc0为87K且Jc可达0.5MA.cm-2(在77K时).可以认为,Sm掺杂CeO2是制备单一缓冲层的一种有效的适合大规模生产的新途径.     

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。     

Ba_3Y_2Cu_5O_(15-x)氧化物相的高分辨电子显微学研究

用JEM 200cx高分辨电子显微镜研究了Ba_3Y_2Cu_5O(15_x)氧化物中各相的晶体结构及其缺陷。超导相的[100]取向高分辨结构象中可清楚地看到Ba、Y、Cu、原子位置。基面上的亮点衬度的增强可能与氧空位有关。超导相的高分辨象中观察到点阵畸变以及(o10)、(031)畴界。shase-Ⅲ中观察到微畸及李晶结构。此外还观察到phase_Ⅱ和phase-Ⅳ的高分辨象。     

GdBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)超导体系结构相变及拉曼谱特征

采用固态反应法制备了GdBa2Cu3-xFexO7-δ(x=0.00-0.30)系列样品,利用X射线衍射、拉曼光谱以及电测量技术对体系的晶体结构、拉曼散射谱特征以及电输运特性进行了系统研究。结果表明,当Fe掺杂量在x=0.05-0.10区间时,体系的晶体结构发生了从正交相到四方相的转变。通过对拉曼光谱中典型振动模的指认及振动模随Fe掺杂量的变化规律,得到了拉曼谱随体系正交-四方结构相变的变化特征:对于具有正交相的x=0.00-0.05样品,拉曼谱具有五个与正交相结构相对应的特征峰;而对于具有四方相的x=0.10-0.30样品,随Fe掺杂量增加,振动模强度变弱,且典型振动模发生了不同程度的展宽或频移。电输运测量表明,随Fe掺杂量的增加,超导临界温度Tc降低,正常态电阻率增加且发生了金属-半导体相变。