氧化物超导材料的键价计算

Y-Ba-Cu—O和Tl(Bi)-Ba-Cu-O氧化物体系的晶体结构与其超导转化温度T_c存在密切关系。以统计法则为基础的键价计算结果表明,具有超导性的 Y系、Tl系氧化物晶体中各离子接近其正常价态,CuO-维链与CuO_2二维面中的铜离子的价态无显著差异。这和对Y-Ba-Cu-O 系进行的紧束缚带电子结构计算的结果不同,所以CuO-维链的存在与否对氧化物超导性的出现不一定必需,Tl(Bi)系不存在CuO-一链,而它的T_c甚至比Y系更高就是个很好的实例。     

有色冶炼废渣的矿物学特征与环境活性

通过扫描电子显微镜与X射线衍射仪分析、BCR法三步连续提取及元素化学分析,对某有色冶炼废渣中重金属的赋存状态、环境活性及其释放机理进行研究。研究结果表明:废渣中主要有价金属为Fe,Zn,Cu,Pb,Ag和In等,主要毒害元素为Pb,Cd和As等。废渣矿物相中Fe主要以单质铁、铁的氧化物和硫化亚铁存在,Zn主要以闪锌矿存在,Pb主要以方铅矿存在,Cu和Cd主要以硫化矿物等形式存在;Ag和In则很可能以类质同相镶嵌在闪锌矿晶格中;废渣中Zn,Cd,Cu和Pb主要以残渣态为主;酸可提取态含量相对较低,而可还原态和可氧化态含量相对较高;在我国南方地区,酸沉降、微生物作用及原电池效应共同影响废渣中重金属的溶出,为生物浸出废渣中有价金属,实现其资源化和无害化提供了理论依据。     

CuO_x/C(x=0,1,2)在催化过氧化氢氧化苯甲醛中的活性

以D-果糖为炭源,Cu(NO_3)_2为金属前驱体,采用浸渍法结合不同气氛热处理制备了不同价态Cu的CuO_x/C(x=0,1,2)催化剂.实验结果表明:浸渍碳材料后得到的样品经空气250℃热处理5h后Cu以正2价的CuO形式存在;空气热处理后的样品经氢气250℃还原4h后Cu以正1价的Cu_2O形式存在;空气热处理后的样品经氢气300℃还原6h后Cu以0价的Cu单质形式存在.不同价态的铜对于促进H_2O_2分解产生·OH的能力不同.以H_2O_2为氧化剂,乙腈为溶剂,CuO/C催化氧化苯甲醛,表现出较高活性,苯甲酸的产率和选择性分别达到76.2%和99%以上.     

高温超导体中超导位相涨落:Nernst效应研究

高温超导体赝隙态具有许多反常的现象,与高温超导机理之间有密切联系,一直是研究的焦点.有理论提出在赝隙态存在预超导配对.能斯特（Nernst）效应测量探测到了超导转变温度TC0以上温区一定范围内存在磁通涡旋激发,支持了赝隙态中存在有限的超导序参量振幅和强烈的位相涨落的图象,说明TC0处的相变是由Cooper对之间长程位相关联的消失所驱动的.     

介观孔对介观超导圆盘中涡旋态的影响研究

目的计算带孔介观超导圆盘中不同涡旋态下超导序参量分布,分析介观孔对超导圆盘涡旋态的影响。方法求解Ginzburg-Landau方程。结果计算了带孔介观尺度超导圆盘中涡旋态的超导电子对密度分布,并与不带孔的介观超导圆盘的情况进行了比较。结论介观孔改变了介观超导圆盘中超导序参量的分布特征。     

狭窄的二维拓扑绝缘体超导结中新奇的0-π态转变

边间耦合引起的边间背散射是赋予狭窄的二维拓扑绝缘体的重要特性,能够大大地丰富拓扑超导电子学.本文在考虑边间耦合的情况下,使用基于Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程的理论方法,研究了由狭窄的二维拓扑绝缘体构成的Josephson结,其中两个相距长度为d的超导电极置于同一边上.结果发现,通过改变d总可以导致0-π态转变,同时这0-π态转变能反过来证明边缘态螺旋性的自旋结构.引起这个新奇的结果的机制源于边间背散射引诱了一个额外的π相移,不同于由两个超导电极间铁磁体夹层厚度变化所引起的传统的0-π态转变.此外,在0-π态转变点处存在相当大的Josephson临界电流残余值.因此,这些结果在超导电子学器件的设计中具有潜在的应用价值,譬如,高性能的超流开关.     

铁基超导体磁激发的共振非弹性X射线散射研究

在铁基超导材料中,超导电性通常起源于对反铁磁母体的载流子掺杂.随着掺杂量的增加,反铁磁长程序逐渐被抑制,超导出现并在反铁磁序消失的边缘达到最佳Tc.在最佳和过掺杂区域,虽然已经不存在任何反铁磁长程序,但仍然存在很强的反铁磁涨落.在铜氧化物和铁基高温超导体中,很多实验证据表明自旋为1的反铁磁涨落极有可能是超导电子配对的媒介,而驱动这一配对的则是电子间的反铁磁关联.因此,从实验上研究铁基超导体的磁激发谱及其对掺杂的依赖关系,获得反铁磁关联能等信息,对理解铁基超导的微观机制至关重要.在过去十几年中,非弹性中子散射(Inelastic Neutron Scattering, INS)在测定铁基超导材料中的磁激发方面发挥了主导作用.在过去十年中,共振非弹性X射线散射(Resonant Inelastic X-ray Scattering, RIXS),作为一种可以测量过渡族金属化合物中磁激发的实验技术,被用于铁基超导体中磁激发及其演化的研究.由于RIXS具有元素敏感、价态敏感、光通量高等优点,在铁基超导材料磁激发的相关研究中,发挥了独特的作用.本文从RIXS的特点出发,回顾了铁基超导体中磁激发的...     

二项式光场与负二项式光场对超导量子比特读出电流的影响

研究了二项式态光场和负二项式态光场与耦合超导量子比特相互作用下的超导电流的时间演化规律.研究结果显示:在确定的二项式态或负二项式态光场中,耦合超导量子比特的初始量子态对穿过自身的超导电流的动力学行为几乎没有影响;但光场的量子态,尤其是光场参数对超导电流的动力学行为具有调控作用.因此,通过测量超导量子比特的输出电流,能够探测量子光场的统计性质.     

高温超导体GdBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)中Fe的位置与价态的确定

利用~(57)Fe的穆斯堡尔效应对高温超导氧化物GdBa_2Cu_3O_(7-8)进行研究,分析Fe的价态与环境.Fe在氧化物中存在四个亚晶位(Fe(A),Fe(B),Fe(C),Fe(D)),其中Fe(A),Fe(B)和Fe(C)占据氧化物中Cu(1)的位置,只是氧配位不同;Fe(D)占据Cu(2)的位置.     

YBCO超导体中化学键与电子结构

本文用半经验CNDO/2量子化学计算方法,对YBCO的结构单元及晶胞作了计算,结果指出:1.采用簇模型不能较好地反映YBCO晶体性质。2.YBCO中Cu(2)的氧化态为( 2),Cu(1)的氧化态为( 1.5),Cu(1)也可能是在( 2)与( 1)两个氧化态之间共振。3.铜的电子组态分别为Cu(2)(d_(xy)~2d_(x2)~2d_(yz)~2d_(x~2-y~2)~1d_z~(2_2)),Cu(1)(d_(xy)~2d_(xz)~2]d_(yz)~2d_(x~2-y~2)~2d_(z~2)~1)。这种组态是YBCO形成层状氧缺位结构的主要原因。4.超交换作用在YBCO中普遍存在,但铜-氧面间这种作用最大,超导电流在其间进行最为有利。5.Y,Ba在YBCO中的主要作用是促成Cu(d_(xy))与O(P)形成最高占领杂化带。     

电热板消解—火焰原子吸收法对污泥中铅、铜、锌的测定研究

取武汉市某污水处理厂脱水污泥为实验研究对象,用BCR三步提取法对污泥中Pb、Cu、Zn的4种存在形态进行分离提取,用电热板消解法进行全量消解,利用火焰原子吸收(FAAS)检查污泥样品中Pb、Cu、Zn的总量和各形态含量。结果表明,武汉市某污水处理厂脱水污泥中Pb和Cu的含量较低,Zn的含量较高,其中,Pb主要以残渣态的形态存在,弱酸提取态较少,Cu的弱酸提取态仅占0.2%,主要以氧化态的形态存在;Zn的4种形态分布较平均,可氧化态所占比例略高于其它三种形态。     

超导结中自旋分裂的邻近效应

用BdG方程和BTK理论对两种自旋分裂的超导邻近效应进行了研究,计算结果显示在铁磁/超导结中,邻近效应在铁磁一侧引起了一定的超导特征,并且随着离界面距离的变化呈现从0"态到π"态的反转行为,而对于二维电子气/超导结,邻近效应却不能引起π"态超导性.     

薄层光谱电化学方法研究Cu（Ⅲ）络合离子的阴极还原

本文用自制的金微栅光透薄层电极研究了超常价态Cu(Ⅲ)的高碘酸根络合物离子[Cu(IO_6)_2]~(7-)在强碱性条件下的阴极还原。用薄层光谱电化学方法测得了Cu(Ⅲ)阴极还原的n=0.91,E~(0′)=0.414VvS SCE。并通过电位阶跃的A—t~(1/2)图,得到了Cu(Ⅲ)与Cu(Ⅱ)的扩散系数之比,由此初步推测了Cu(Ⅱ)的存在形式。     

污泥农用对碱性土壤重金属元素形态分布的影响

采用一种新的连续浸提方法,研究污泥长期(8 a)施用对碱性土壤中Zn、Cu、Ni、Cd和Pb元素的总量及元素形态分布的影响。结果表明:污泥农用显著增加了土壤中Zn、Cu、Cd和Pb元素的总量,而对Ni元素的总量无显著影响;土壤中Zn、Ni、Cd和Pb元素的主要存在形态为残渣态(61%~84%),其次为乙二胺四乙酸(EDTA)提取态,而Cu元素主要为EDTA提取态(42%);污泥农用对土壤中Ni和Pb元素的形态分布无显著影响,但提高了Zn、Cu和Cd元素的EDTA提取态、Zn和Cu元素的有机质结合态以及Cd元素的残渣态比例,而且减小了Zn元素的残渣态、Zn和Cu元素的晶体铁铝氧化物结合态、Cu元素的醋酸-醋酸钠提取态以及Cd元素的可交换态比例;土壤重金属总量、p H和有机质含量是影响重金属元素形态分布的主要因素。     

蒙脱石层间阳离子对其结构与性质影响的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究层间碱金属(Li~+,Na~+,K~+)和碱土金属(Mg~(2+),Ca~(2+),Ba~(2+))阳离子变化对蒙脱石晶体结构、电学性质和光学性质的影响.研究发现:这种影响不仅与层间阳离子的大小有关,还受层间阳离子价态的影响.层间阳离子的引入对蒙脱石的晶格角度影响较小,而对蒙脱石的晶格矢量c影响较大.随着层间阳离子半径增大,蒙脱石层间距随之增大;对于同价态的层间阳离子,随着层间阳离子半径增大,蒙脱石的四面体层变厚、而八面体层变薄.此外,层间阳离子对于蒙脱石电学性质和光学性质的影响主要由其价态决定,当层间阳离子价态越高时,蒙脱石的绝缘性越差,同时其对可见光越敏感.     

HG-AFS测定土壤水溶态、可交换态Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

硒的形态分析(含价态)在环境、生命科学以及食品、医药卫生方面具有重要意义.为了了解土壤水溶态和可交换态中硒具体价态以及相关价态含量,通过实验优化了氢化物发生原子荧光光谱法测定条件,直接测定Se(Ⅳ)和定量还原后测总无机硒,差减法测得Se(Ⅵ)量.对两种供试土壤的水溶态和可交换态硒存在的价态及含量进行了报道,方法简便可行.     

底泥堆肥过程中重金属Cu、Zn、Cd的变化研究

用BCR顺序提取法浸提堆体中各种形态重金属,研究底泥堆肥过程中不同形态重金属的变化规律。结果表明:底泥堆肥过程中重金属Cu、Zn总量的浓度普遍升高,表现为明显的"相对浓缩效应",Cu、Zn、Cd主要以可氧化态及残渣态存在,有效态逐渐降低;Zn含量与DOC相关性相对较小,Cu和Cd含量与DOC的相关关系显著性在P0.05和P0.01范围;生物可利用性指标BF的变化在一定程度上受DOC含量的影响;种子发芽指数与DOC、重金属含量以及BF间有一定的相关性.     

超导邻近效应在铁磁层中引起的“0”态到“π”态振荡现象

利用BTK理论和Nambu自旋格林函数方法计算了铁磁/超导结构中铁磁一侧的准粒子局域态密度(DOS)和超导序参量.计算结果表明在铁磁层中超导邻近效应引起了具有超导特征的准粒子局域态密度和非零的超导序参量,随着离界面距离的增加两者都呈现了从"0"态到"π"态的衰减振荡行为并且具有相同的振荡周期.     

Gd在Ba_2RCu_3O(7+δ)(R=Y,HO)高温超导体表面上引起的化学反应

本文利用X射线光电子谱(XPS)对Gd原子在Ba_2RCu_3O_(7+8)(R=Y, Ho)高温超导体表面上引起的化学反应进行了研究.实验发现,在该超导样品表面上蒸镀的Gd原子被氧化,超导体中对超导特性起重要作的Cu-O链遭到破坏,其中一部分处于Cu~(2+)态的Cu元素被还原,超导体内其它各元素也不同程度地受到了影响.当样品表面上Gd覆盖度达到22A(R=Y)和30A(R=Ho)时,界面上的化学反应不再继续     

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。