高Tc氧化物超导电性与平均价电子数关系

自Villars等人首先尝试用黄金坐标对高Tc(氧化物超导体的临界温度)超导电性进行分析以来,此法一直为研究人员所重视,本文亦用此法对近百种高Tc氧化物超导体进行分析,得出高Tc氧化物超导电性的又一新的经验判据:一切高Tc氧化物超导体其平均价电子数都在3.9至6.6之间,其值不在此范围内的氧化物都不具有高Tc超导电性.     

Cu、O同位素效应与高Tc超导体超导电性机理

Cu元素、O元素在铜氧化物高Tc超导体中对超导电性的产生,超导转变温度的变化,掺杂元素的特征效应具有决定性作用。对Cu元素、O元素的性质特征认识,成键特点,以及在铜氧化物高Tc超导体中的同位素效应清楚的理解,对全面揭示高Tc铜氧化物超导体超导电性机理具有关键作用。通过分析Cu元素、O元素在铜氧化物超导体中的同位素效应,得出了高Tc铜氧化物超导电性的机理仍是电声机制,CuO2平面上的Cu元素,O元素的声子直接参于电声子配对,CuO2平面上的Cu、O元素的键态的声子模对电声配对具有决定性作用。     

Cu,O元素的性质与高温超导氧化物

从新的角度由Cu,O元素的电子构型,及电子构型决定的元素性质参数,分析了Cu,O在高Tc氧化物超导体中的成键特点,首次揭示了Cu,O在铜氧系列氧化物高温超导体中的作用本质起因,得出了:Cu,O元素的电子构型所决定的成键特点是铜氧系列氧化物高温超导体超导电性的根本内禀因素。取得了诠释含Cu高温氧化物超导体有别于其他含氧超导体Tc差异大的本质因素。     

氧化物超导电性与硬度的密度泛函理论计算值

通过对氧化物超导体元素硬度的平均值进行研究,发现其具有较好的规律性.本文提出用硬度均衡值ηcq作为氧化物超导电性新的经验判据.笔者依据Slater过渡态法计算元素的硬度作为标度,用均方根的方法得出氧化物中元素硬度的均衡值ηcq;计算了200余种氧化物中元素硬度的均方根值η.,结果表明,氧化物超导体的硬度均方根均衡值总是介于4.790～5.429之间;而硬度均衡值在此范围之外的氧化物不具有超导电性,这无疑为氧化物超导电性的判定提供了一种全新的判据.     

电负性的密度泛函理论计算值与氧化物超导电性

研究了氧化物的超导电性与元素电负性之间的关系。笔者用电负性均衡值Xcq作为氧化物超导电性的新的经验判据,并用一个式子确定氧化物中元素电负性的均衡值Xcq。笔者用该式计算了230种氧化物超导体的电负性均衡值Xcq,结果表明,所有氧化物超导体的电负性均衡值Xcq集中在5．00到5．63这样窄的范围内,而电负性均衡值在此范围之外的氧化物都不具有超导性。该判据几乎适用于一切氧化物超导体。显然,笔者的工作对进一步探讨氧化物的超导机制是有益的。     

氧化物超导电性的新判据

提出一个适用于所有氧化物超导体的新判据。判据指出，一切氧化物超导体的原子价层轨馘平均能的平均值都在－１２．８－－１４．０ｅＶ之间。其值在这范围以外的氧化物不具有超导电性。     

Zn元素在高TC氧化物超导体中的作用

元素替代效应是研究高TC氧化物超导体的电子结构、晶体结构变化及宏观物性间相互关联、相互制约的重要途径,是获得高TC超导氧化物的重要手段。本文就高TC氧化物超导体中的Zn元素替代效应,尤其对Y系、Bi系高TC氧化物超导体的CuO2平面上Cu(2)位部分取代,导致TC被强烈抑制的机理进行了分析研究,讨论了从中给出的有关高温氧化物超导电性微观机制的信息。     

高T_c铜氧化物超导体的低密度载流子特征

用电负性均衡原理研究在高Tc铜氧化物超导体中由于元素中有化学键的形成,形成了低密度载流子浓度并对超导电性产生了强烈的影响;由于元素之间形成化学键,电子密度的分布在超导材料中的不均匀性,使得超导材料中形成宏观物理性质不同的板块结构。     

Y-Ba-Cu-O高Tc氧化物的超导电性

<正> 寻找液氮温度的高Tc超导材料是人们长期以来的奋斗目标.自Bednorz和Müller发现在Ba-La-Cu氧化物系统中可能存在35K的超导电性,Uchida和Takagi等人观察到Meissner效应,从而确定了该系统的超导电性的存在。中科院北京物理研究所的赵忠贤等人在Y-Ba-Cu氧化物体系中获得零电阻温度为78.5K的高Tc超导体。我们在自制的Y-Ba-Cu-O体系样品上获得零电阻温度为91.5K的好结果,得到国内有关专家的肯定。     

Sanderson′s电负性均衡原理与库柏对电子

库柏电子对是超导电性机制理论中电声子理论的基础。在超导电性理论的研究中占有非常重要的地位。超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物。因此对不同材料中库柏对电子起源,状态特征的认识,对于全面认识超导电性的特征具有十分重要的意义。在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了元素之间键的形成对超导电性影响的特征,得出了在超导材料中由于元素之间键的形成,库柏对的电子特征具有特殊的性质,库柏对电子的来源取决于承担超导电性的元素之间键的性质特征。这对于全面理解电声子超导理论具有重要意义。对于进一步研究高Tc铜氧化物超导体的超导电性机理具有重要的指导性意义。     

Sanderson's电负性均衡原理与库柏对电子

库柏电子对是超导电性机制理论中电声子理论的基础.在超导电性理论的研究中占有非常重要的地位.超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物.因此对不同材料中库柏对电子起源,状态特征的认识,对于全面认识超导电性的特征具有十分重要的意义.在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了元素之间键的形成对超导电性影响的特征,得出了在超导材料中由于元素之间键的形成,库柏对的电子特征具有特殊的性质,库柏对电子的来源取决于承担超导电性的元素之间键的性质特征.这对于全面理解电声子超导理论具有重要意义.对于进一步研究高Tc铜氧化物超导体的超导电性机理具有重要的指导性意义.     

YBa2Cu3O6＋ε正交非超导相到正交超导相的转变

在缺氧情况下，烧结出的氧化物YBa2Cu3O6 ε样品，经X射线衍射分析为正交相，但在液氮温区没有超导电性。把原样品放在气氛氛下进行热处理,转变为高Tc正交超导相。我们认为，这是因为在热处理过程中样品吸收了氧，使得Cu（1）－O（1）链上氧的占据率增加所致。     

氧在高温氧化物超导体中的作用

通过氧对高温氧化物超导体的超导电性影响的研究，得出氧在高温氧化物超导体中的作用有两个方面：Ⅰ是影响起导体的晶体结构；Ⅱ是影响载流子的浓度。     

电声机制能形成高的超导转变温度Tc

电声子机制能否形成高温超导电性,是超导理论和材料研究的极为重要的课题。本文以Ginzburg原理、Eniashberg方程讨论了在不同的关联态下,电声子形成高的超导转变温度的特征,并以超导材料的本征结构特征讨论了高T_c铜氧化物超导体的结构对高T_c产生的特征。得出:传统电声子理论中对超导材料T_c的值的无特定的限制性,用超导材料的双体结构的物理模型讨论,得出了超导电性机理的电声子机制能形成高的超导转变温度。进一步对高T_c铜氧化物超导体中的电声子的特性给出了一个明确的结论。     

元素、合金与化合物超导体的Matthias规律分析

根据元素、合金和化合物，特别是高温氧化物超导材料的一些新的实验结果，重新分析了Ｍａｔｔｈｉａｓ经验规律．发现碱金属、碱土金属元素发生超导电性的峰值出现在平均价电子数为２，５和７处，Ａ－１５化合物、碳和氨化合物超导转变温度的峰值出现在５和７处．对于分析Ｃｈｅｖｒｅｌ硫化物和氧化物超导体的特性，合理的方法是计算其平均化合价，二者Ｔｃ的峰值在２附近，处于同一区．     

氧化物超导体超导电性及性质的一种解释

考虑到晶体结构与电子能带结构,在 Hubbard 单带模型中引入电子与激子的互作用项,对有些氧化物超导体的反铁磁绝缘体—金属(超导)转变现象(M—I 转变),氧化物超导体的高 Tc 原因及二维特性进行了解释.     

V、Ce、W、Pt在高温超导体中的作用特征

本文对V、Ce、W、Pt元素在高温氧化物超导体中的作用特征进行了分析研究。指出由于这些元素高的价态,Ce等同元素Cu相比半径大许多,而难于取代超导体晶格中的元素,不能进入超导体的晶体晶格中,只能处于晶界上。由于V、Ce、W、Pt的高电荷,所形成的较强的离子极化力必然影响到高温氧化物超导体的晶体;掺杂量小时,加强了晶粒间的作用,有些提供了部分氧;量大时,造成高温氧化物超导体晶格畸变,影响超导电性。     

基于密度泛函理论的硬度均衡值与稀土氧化物超导性的关系

提出了确定稀土氧化物中元素硬度均衡值町ηcq的计算公式，用该式计算了252种稀土氧化物超导体的硬度均衡值ηcq。研究了稀土氧化物的超导性与稀土氧化物硬度均衡值之间的关系．结果表明，稀土氧化物超导体的硬度均衡值ηcq多数集中在4．511-5．343之间，而硬度均衡值在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性．显然硬度均衡值ηcq。可作为稀土氧化物超导性的新的经验判据，这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定意义．     

高于90K的钇钡铜氧系化合物的超导电性

1973年以来,对高温超导电性的研究几乎停顿不前.Bednorz和Mulle在La—Ba—Cu—O系中高于30K超导电性的发现迅速改变了这种局面。以后的发展近乎日新月异。赵忠贤等首先报道了在Y—Ba—Cu—O体系中发现高于液氮温度(77K)的超导电性并公布了材料组分。接着C.W.Chu等在Y—Ba—Cu—O多相氧化物超导体中得到了高于90K的的超导电性。最近,更多的研究组在单相YBa_2Cu_3O_(9~-y)氧化物超导体中发现了高于90K超导电性。我们在研制单相YBa_2Cu_2O_(9~-y)超导材料过程中发现,制备条件对超导性质的影响很大。我们选用分析纯钇钡铜的氧化物或碳酸盐。阳离子配比为Y∶B∶Cu=1∶2∶3。在玛瑙研钵里充分研磨以后,在管式炉内900—1100℃通氧烧结12—24小时。冷却速率对超导性质的影响是显著的。缓慢(超过6小时)冷却到室温可得到零电阻温度高于90K的超导电性,如图1所示。快速冷却的零电阻温度低于77K,如图2所     

铜氧化物高温超导中铜氧面电子结构的扫描隧道显微镜观测

铜氧化物高温超导体的超导机理是近30年来凝聚态物理研究领域的一个重大科学难题.赝能隙和d波配对对称性是对铜氧化物超导体研究所得出的重要实验观察.然而,过去的宏观测量描述的是超导层和电荷库层性质叠加的结果;而微观表面探测主要在实验上易获得的电荷库层进行,无法保证其测量结果能真实表征夹在电荷库层之间的超导结构单元(CuO_2).因此,获得铜氧化物高温超导体的超导层CuO_2且对其进行直接测量是非常必要的,对揭示其高温超导机理具有重要的科学意义.本文综述最近五年内对铜氧化物中CuO_2层相关的扫描隧道显微镜研究结果,对铜氧化物中赝能隙及其与超导电性的关系进行讨论.这些研究为理解高温超导机理提供了重要的思路.