高T_c超导体Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_y中无公度调制结构的X射线旋进照相观察

几年来,一系列研究结果报道了X射线、电子和中子衍射以及透射电镜等观察Bi系高温超导材料中不同调制的无公度结构;但常规处理的Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+4)超导材料往往存在二、三个超导相,其T_c分别为20K,85和110K的2201相(n-1),2212相(n-1)和     

Tl_(0.5)Pb_(0.5)Sr_(1.6)Ba_(0.4)Ca_2((Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(9+δ)体系中的铁元素替代和超导电性

在T1系超导铜氧化合物中,除了合成晶体结构中含双层TlO层的Tl_2Ba_2CuO_6(Tl2201)、Tl_2Ba_2CaCu_2O_8(Tl2212)和Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_(10)(Tl2223)等高T_c相以外,还合成了只含Tl-O单层的超导相,其分子式分别为Tl(Ba,Sr)_2CuO_5(Tl1201)、Tl(Ba,Sr)_2CaCu_2O_7(Tl1212)和Tl(Ba,Sr)_2Ca_2Cu_3O_9(Tl1223),常写成如下通式:Tl(Ba,Sr)_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+3)(n=1,2和3等).n≥3的Tl系超导相中存在两种不等价的Cu晶位.一般把Cu-O五配位(配位多面体为金字塔形的正四方锥体)中的Cu晶位称为Cu(2)位,把Cu-O四配位(即中间的CuO_2层)中的Cu晶位称为Cu(1)位.     

运用高压技术设计和研制超导材料新体系

本文介绍运用高压技术发现的几类超导材料新体系,包括(1)顶角氧有序型(简称"顶角氧"系)、Cu12(n-1)n(简称"铜系")和Cl2(n-1)n(简称"卤系")等3类铜基超导材料体系:它们只含铜和碱土氧化物,是构成铜基超导的最简单组分;这些体系在常压的超导温度(T_c)可媲美Y123、Bi系、Hg系等组分复杂的铜基超导材料,"铜系"的T_c可高达123 K,Cl212是第1个含卤素的液氮温区超导体;"顶角氧"有序化将同结构的铜基超导材料的转变温度提高1倍以上,刷新了单层铜氧面结构铜基超导材料的Tc记录;新体系的高温载流特性名列前茅,"铜系"在液氮温区的临界电流特性优于Bi系、Hg系,与Y123相当.(2)铁基超导材料主要体系之一的"111"体系:"111"体系组分结构简单,易于揭示铁基超导核心要素.它的解离面无极性,表面和体态结果严格一致,为通过角分辨光电子能谱(ARPES)和扫描隧道显微镜(STM)等先进表征技术揭示铁基超导的本征物性提供了理想结构载体.主要成员LiFeAs具有无Fermi面嵌套的重要特征,表明Fermi面嵌套并非实现铁基超导必要条件,扭转了此前基于铁基其他体系的费米面嵌套对机理的流行认识.(3)Bi_2Te_3拓扑化合物超导体:实现无需化学掺杂引入载流子,揭示了国际上首个压力诱导的拓扑化合物超导.     

Bi_(1.6)Pb_(0.4)Sr_2Ca_2Cu_(3-x)V_xO_y体系的超导电性

元素替换是探索高温超导电性机理和材料物理研究的重要途径之一。由于Bi系组分的复杂性,因此元素替换的实验研究大量集中在Bi位和Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_x组分的ca位,Cu位的替代很少。在Bi_2Sr_2Ca_(1-x)Gd_x,Cu_(2-x)Li_xO_(8+d)体系中,Li~+部分替代Cu~(2+)引起的无序导致库仑作用的增强,因而抑制了T_c;在Bi_1.7.TPb_(0.3)Sr_2Ca_2(Cu_(3-x)sn_x)_1.2O_y体系中的情形也是如此。在(Bi,Pb)-Sr-Ca-(Cu_(1-x),Ni_x)-0(110K 相)中,T_c先随替代量的增加而迅速减小,而     

Bi系超导相的高温行为

Bi-Sr-Ca-Cu-O系中存在三个超导相,分别为Bi_2Sr_2CuO_x(2201相)、Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(2212相)和Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_z(2223相)。Pb取代部分Bi有利于2223相的形成。目前,对这一体系超导相在高温下的行为报道甚少。由于熔融处理对改善人有着重要的作用,因而研究超导相的高温行为对如何提高J_C有着重要的指导意义。     

Bi-系超导材料在210K附近的结构相变

最近,我们利用超声及其它手段对Bi-Sr-Ca-Cu-O体系(包括掺铅和未掺铅的80K相、110K相的四种系列的样品)做了较系统的研究。首次发现,在210K附近Bi系超导材料存在可能的结构相变。 实验用的样品为单相 Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_(8+x)、(Bi_(0.85)Pb_(0.15))_2 Sr_2Ca_1Cu_2O_(8+x)、Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10+x)、(Bi_(0.85)Pb_(0.15))_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10+x)多晶材料.其中含铅样品为本实验室所制备,方法是用分析纯     

碘插入Bi-Sr-Ca-Cu-O晶体的结构变化

Xiang等报道了碘插入Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_y高T_c超导体的初步物理特征,原晶体c轴为30.82,插入碘后的晶体c轴变为37.78。该文作者认为碘插入晶体后,在每个c周期中增加了一个3.5厚的碘层。原晶体的超导转变温度在82K到90K的范围,插入碘后的2212相晶体除了超导转变范围很窄(T_c=80K)外,没有发生根本变化。陈祖耀研究组重复了Xiang等人的工作,并对Bi系其它相晶体做碘插入研究,发现2201相等晶体也有类似结构     

Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_(2-x)Mg_xO_(8+δ)超导体的正电子寿命研究

自从Maeda等人在Bi-Sr-Ca-Cu氧化物中发现超导电性以来,由于Bi系超导体具有较高的超导转变温度和广阔的应用前景,日益受到人们的重视.在Bi系超导材料的研究中,金属离子的置换对超导性能和材料结构的影响一直是研究的热点之一.许多作者用Pb替换Bi,以便了解Bi-O层对超导电性的作用.文献[4]研究了Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_2O_(8+δ)体系,由Raman散射实验证实Pb可以替换Bi,且其最大替换量可以达到x=0.35;随着Pb含量的增加,超导转变温度T_c从85K减小为76K,并且指出这是由于体系空穴浓度增加所致.然而,Pb掺杂对样品结构的影响以及空穴浓度增加的原因尚不清楚.本工作使用对固体材料微观结构极灵敏的正电子湮没谱仪测量了Bi_2Sr_2CaCu_(2-x)Mg_xO_(8+δ)和Bi_(2-x)Pb_xSr_2CaCu_(2-x)Mg_xO_(8+δ)系列样品的正电子寿命,给出了正电子寿命和转变温度随掺杂量X的变化关系,研究了Pb掺杂对Bi系超导体电子结构的影响,以及由此引起的样品中空穴浓度变化情况.     

高T_c超导体Bi_(1.7)Pb_(0.3)Sr_2Ca_2Cu_3O_y中的电四极相互作用研究

Bi系高T_c超导体比Y系具有更高的转变温度,许多研究表明:Bi-O层对超导电性有十分重要的作用,为了更进一步了解Bi在超导电性上起的作用,微观地研究Bi位置周围的电荷分布还是有重要意义的.在超导样品的制备中,由于多超导相的共生和杂相(Ca,Sr)CuO_2的存在,对Bi位置的研究很小,对Bi的NQR研究也很少,而且谱线宽到难以辨认.Bi的NMR实验,也因核的电四极矩的影响,会引起谱线的增宽及共振峰强度的减弱,难以获得有用的信息.微分扰动角关联(differential perturbed angular correlation,DPAC)方法对探针原子核周围局部的电荷分布极端的灵敏.在Y系高T_c超导体的研究中,提供了一些很有意义的微观信息,我们用几乎单高温项([2223]相90%左右)的Bi系超导样品进行了DPAC实验.     

关于同余式2~(n-k)≡1(mod n)

最近,Rotkiewicz证明了有无穷多个正整数n满足2~(n-1)≡1(mod n);Mok-Kong Shen证明了对每个i=0,1,…都有无穷多个正整数n满足2~(n-k_i)≡1(mod n),这里k_0=2,k_(i+1)=2~(k_i)-1。然而,是否对所有的正整数k>1,都有无穷多个正整数n满足2~(n-k)≡1(mod,n),仍然是一个未解决的问题(见文献[2])。     

模式识别预报与转变温度135K(Bi,Pb)SrCaCu(O,F)超导体的制备

迄今报道具有最高零电阻温度T_(co)=125K的超导体是T1系氧化物,但Tl_2O_3极易挥发且剧毒,使其研究与应用均受限制。除Tl系外,最高T_(co)(118K)的超导体由中南工业大学于1989年制备,其名义组成为(Bi_(1.7)Pb_(0.3))Sr_2Ca_2Cu_3(O_(y-0.70)F_(0.7)),具有超导转变温度T_0(onset)=125K。由于Bi系不含稀土元素,备受注目。鉴于模式识别方法在化学中应用颇有成效,近来我们应用它研究1989年实验数据,预报可能具有高T_c的实验条件与名义组成,并据此成功地制备了T_c(onset)=135K且T_(co)=118K的含F、Bi系超导体。     

Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+x)单晶的正交对称喇曼振动谱

喇曼光谱能为探索超导机制提供许多信息,是高温超导物理研究的重要内容之一。在继Y系后的Bi系高温超导体方面。也有不少喇曼光谱工作发表,但它们的结果彼此间还有许多不一致的地方,多数的光谱结果都没能显示Bi(2212)单晶所具有的a和b方向的明显     

(BiPb)-Sr-(CaCd)-Cu-O系的超导电性

自从Bi系超导体发现以来,人们已经确定了至少三个超导相(2201、2212、2223相),各相每半个晶胞中含1、2、3层铜氧层,其零电阻温度正比于单胞中铜氧层的数目,分别为7、85、110K。为了获得更高转变温度的超导相,中国科技大学用少量Sb替代Bi发现了零电阻温度大于132K的超导现象,此结果陆续被几个研究小组重复,有的样品甚至高于160K。但至今关于132K高温超导相的结构或形成的可能机制尚未确定。最近,我们采用直接烧     

Pb_(0.3)Bi_(1.7)Sr_2Ca_2Cu_3O_y的高临界温度(～110K)超导电性

一、引言 Bednorz和Müller在1986年引发的世界范围的超导研究热潮使人类在不到两年的时间里获得了和Lu)、Bi-Sr-Ca-Cu-O和Tl-Ba-Ca-Cu-O四类高T_6氧化物超导材料,其中价格低廉、无毒害、存在110K高温相但零电阻温度长期难逾100K的Bi系超导体则尤为引人注目。     

两步法合成Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10)超导体及其化学动力学分析

Bi系超导体中由于2201,2212等低温相不同程度地与2223相共生,使制备高T_c的2223相样品十分困难.掺Pb掺F能增强高温相的形成,并获得零电阻温度分别为107K和118K的2223相超导体.但是到目前为止,大多数的实验结果指出,在不掺杂的条件下一步直接合成铋系超导体,很难得到2223相为主要成分,零电阻温度T_(CO)超过100K的样品.本研究采用先制备Bi_2Sr_2CaCu_2O_8样品,再与CaO,CuO反应的两步法合成2223相的样品,表明它比一步合成Bi_2Sr_2Ca_3CuO_(10)的效果要好得多,并对这两种不同方法合成2223相铋系样品的结果进行了化学动力学分析.     

高T_C超导体Bi_(1.7)Pb_(0.3)Sr_2Ca_2Cu_3O_y中Bi核的核四极共振观察

一、引言 Bi系高T_C超导体具有比Y系更高的零电阻转变温度,而且是制备高温超导线材的重要材料,因此受到了高T_C超导研究工作者的极大关注。在Y系高T_C超导体的研究中,核磁共振(NMR)及核四极共振(NQR)实验对撷取结构信息及弛豫信息起了重大作用。对Bi系高T_C超导体,人们用NQR对Cu核进行了一些研究,发现了对[2223]相,Cu核分别     

HgBa_2CaCu_2O_(6+δ)和HgBa_2Ca_2Cu_3O_(8+δ)超导体合成及超导性研究

自从高T_c铜氧化物超导体发现以来,许多相关超导相已相继合成出来,它们均含有二维铜氧面,连结铜氧面并作为载流子库的结构单元有很多种,如(BiO)_2,(TIO)_2,CuO链和TIO层等等.最近Putilin等发现含Hg的超导体 HgBa_2CuO_(4 δ),它含有一个铜氧面,T_c为94K.含更多铜氧面的Hg系超导相也已发现,其抗磁转变T_c高达134K.采用高压合成方法可制得1212,1223,1234超导相,常压合成也可制备出1212,1223超导相,但其制备     

紧李群上富里埃级数临界指标以下的(2K,δ)次Riesz求和

当δ>(1/2)(n-1),n=dim G,这时(2)式的性质我们已有专文作了较仔细的讨论,并用它证明了紧李群G上一致逼近及L_p逼近的Jackson型定理,这就产生了对δ≤(1/2)(n-1)时(2)式性质的讨论。而δ_0=(1/2)(n-1)称为临界指标。对此,有以下的定理,其中k=1时定理1和2中的若干结果,是已知的结果。     

Pb-Bi-Sr-Ca-Cu-O系列107K单相超导体的晶体学数据及X射线粉末图的标定

Maeda等在Bi-Sr-Ca-Cu-O系统中发现了两种超导相(85K和105K)。在这些化合物中,Pb的替代有利于超导性的提高和结构的稳定性。最近史凡等用名义组分为(Pb,Bi),Sr_2Ca_3Cu_4Oy经温度为870—880℃的长时间烧结后成功地得到了107K的超导单相物质。本文研究仅限于对该单相物质用X射线粉末法测定其晶体学参数。     

(Bi_(1.6)Pb_(0.4))Sr_2Ca_2Cu_3O_y中(63)~Cu核磁共振的变温研究

从1987年以来,人们对高临界温度超导材料作了大量的核磁共振(NMR)测量,主要集中在Y系123相的单晶和磁取向样品上.发现这类超导体不能用传统的Fermi液体物理图象来理解其在正常态的NMR行为,以及在超导态时表现出非常规电声配对机制.由此引出的分析和讨论都对各种理论模型作了实验上的限制.由于Bi系氧化物超导体存在调制结构,在化学均匀性和单相性方面都比Y系差.这样每个晶格位置的化学环境有很大的分布,会引起NMR谱线的增宽.这种材料本征结构上的特点限制了它的NMR研究,特别是Bi系2223相,因为单相样品难于得到,有关这种材料中铜的NMR研究至今报道甚少.