Ba-Y-Cu氧化物液氮温区的超导电性——原文再版

<正>1引言Bednorz和Müller发现在Ba-La-Cu氧化物系统中可能存在35 K的超导电性~([1]),Uchida和Takagi等人观察到Meissner效应~([2,3]),从而确定了该系统的超导电性的存在.国内外几个小组在短时间内报道了他们有成效的结果~([4~9]).Chu等人~([5])报道了在流体静压下获得起始超导转变温度为52 K的结果.Cava等人~([6])获得了接近于单相的超导相,其转变温度为36.2 K,转变     

一种新的超导体系——Ba-R-Cu-O体系(R=Sm,Eu,Nd,Eu+Y)

Bednorz和Müller报道了在Ba-La-Ca-O体系中T_c约为30～35K的超导电性。Chu和赵忠贤等分别宣布了在Ba-Y-Cu-O系中T_c约为90K的超导电性。这些结果表明在其它稀土氧化物体系中,存在着高T_c超导的可能性。我们研究了Ba-R-Cu-O体系(R=Sm、Eu、Nd、Eu+Y),在这些体系中,观察到了超导现象。     

铁基高温超导体的研究进展及展望

自从2008年2月末F掺杂的LaFeAsO被报道有26 K的超导电性后, 基于此体系材料的超导转变温度在短短几个月中被迅速地提高到55 K, 很多新超导体被发现, 同时人们对具有更高临界转变温度的新超导材料充满希望. 本文简要地回顾了这种体系中材料的探索、制备以及设计, 另外在理论和实验上对其超导机理的认识也给予了介绍和总结. 最后基于目前的实验数据, 对铁基超导体和铜氧化物高温超导体的重要物理参数进行了比较, 同时展望了这种新超导体的应用前景.     

不含稀土元素的超导陶瓷体

尽管目前高温超导研究队伍状大,但还不能重复测量一年前YBa_2Cu_3O_(7-X)(YBCO)的记录93K以上转变温度的超导电性.这种情况现在已经发生变化.在本杂志55页Sheng和Hermann报道了Tl—Ba—Cu—O在85K以下具有超导性,随后的结果又表明钙部分取代钡使转变温度增加到大约115K。Maeda等人     

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.     

Ba1-xSmxFFeAs和Eu1-xSmxFFeAs体系的超导电性研究

合成了具有ZrCuSiAs型结构的Ba_1-xSm_xFFeAs和Eu_1-xSm_xFFeAs两个体系不同掺杂组分的样品, 并测量了它们的电阻率和磁化率. 发现在BaFFeAs和EuFFeAs这两个体系中用稀土金属离子取代碱土金属离子能够压制其在电阻率行为上表现出的反常, 并在样品中引入超导电性. 名义组分为Ba_0.5Sm_0.5FFeAs的样品超导转变温度为54 K, 名义组分为Eu_0.5Sm_0.5FFeAs的样品超导转变温度为51 K, 这说明铁砷氟化物和与其结构相同的氧磷族元素化物具有相同的超导转变温度.     

高T_c(Y_(0.5)Ba_(0.5))_3Cu_3O_(9-x)超导材料的热电势

最近在Y-Ba-Cu-O氧化物中90K以上的超导电性的发现,在此领域内引起了多方面的广泛研究。本文报道了我们对北京大学小组制备的高T_c氧化物超导样品热电势测量的一个典型结果。     

高T_c Nb_3Ge超导薄膜

1973年Gavaler利用溅射法首次获得超导转变温度T_c高达22.3K的Nb_3Ge薄膜,不久Testardi等利用同样方法达到了23.2K。从这以后,A-15 Nb_3Ge化合物一直是已发现的超导转变温度最高的超导体。人们对Nb_3Ge进行了许多研究,希望从中找出高T_c相Nb_3Ge     

多元FeSe基超导材料的结构与物性

对FeSe基多元超导化合物的制备、晶体结构、相分离和超导性质等进行了详细的介绍.首先,利用碱金属插层的方法,制备出了三元K_xFe_(2–y)Se_2超导体,其超导转变温度为31 K,是当时FeSe基超导体的新纪录.同时,利用高温自助溶剂方法,制备出了K_xFe_(2–y)Se_2的晶体样品,并对其晶体结构、相分离和电子结构进行了细致的研究,从其特殊的费米面构型,可以看出K_xFe_(2–y)Se_2是区别于FeAs基超导体的新型高温超导体系.其次,通过低温液相法的制备手段,获得了多种碱金属插层FeSe的高温超导体,超导转变温度为30~46 K,大幅提高了FeSe基超导体的转变温度记录.在低温和中温区制备的FeSe基超导体中,存在极少量的Fe空位,可以精确标定超导相成分和电子结构,为研究FeSe基超导体甚至Fe基高温超导体的微观机理提供重要的实验证据.     

高Hc_2Nb_3Ge超导薄膜

一、引言 1973年Gavaler和Testaidi等利用溅射方法分别获得超导转变温度高达22.3K和23.2K的Nb_3Ge超导薄膜。从此以后,A-15Nb_3Ge化合物一直是已发现的超导转变温度最高的超导体,吸引人们对Nb_3Ge进行了许多研究。上临界场Hc_2是超导体的另一个重要参量,1974年Foner等测量了Nb_3Ge的上临界场Hc_2(T),外推出绝对零度时的上临界场     

B1型NbC的高压合成

从经验中知道,B1、D5_c和A15(或NaCl、Pu_2C_3和Cr_3Si)型三种晶体结构的立方晶体材料,可能提供人们所期待的高超导转变温度。合成和研究这些材料的超导性质,自然是人们很感兴趣的。NbC是NaCl型材料,曾经用粉末配料烧结法和溅射沉积法对该材料进行合成。Giorgi等用粉末配料在10~(-5)毫米汞高真空中在2000℃左右加热2—24小时,获得了不同含碳量的NbC样品,其超导转变温度T_c最高可达11.1K。Powell等用超细铌粉在H_2和CH_4气氛中烧结,在850—1050℃下保温2—113.6小时,获得了NbC微晶,T_c值最高为9.5K,开始超导点10.1K。Spitzer在Ar和CH_4等离子体中进行溅射沉积,合成出NbC薄膜,晶格常数     

(Bi,Pb,Sn)-Sr-Ca-Cu-O系的超导电性

自从发现不含稀土元素的Bi-系超导电性以来,人们相继地分离出这一系中的纯高温相(110K)和低温相(85K),确定了它们的结构。为获得比较稳定、且易重复的高温相,又做了许多替代Bi的实验,效果最明显的是Pb替代部分Bi,其T_(co)最高者可达108K。后来,中国科学技术大学在此基础上,又用少量Sb替代Bi,结果发现零阻转变温度为132K的     

V-Sr-Tl-O系统,超导迹象的实验观察

最近,日经超导新闻报道日立研究所相原胜藏等人发现在V-Sr-Tl-0系统中,在132K出现零电阻,并在50K附近观察到了很弱的抗磁性.原作者认为是高温超导电性.同时指出,该系统非常不稳定.我们知道具有ABO_3结构的V_2O_3是典型的金属绝缘体转变系统,并伴随着反铁磁性的转变.从能带结构上看出与CuO非常相似,很有可能在一定掺杂的     

液氮温区的新氧化物超导体

一、引言 Bednorz和Müller发现在Ba-La-Cu-O体系中可能存在30—35K的超导电性,这一发现激起了人们对寻求有关化合物超导体的强烈兴趣,具有更高转变温度的新体系一个接一个地被发现。在La_(2-x)M_xCuO_(4-y)中M=Ba,Sr,Ca及0.1相似文献   

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     

高温有机超导体新进展

第一个有机超导体发现于1980年,当时,其临界温度还不到1K,1988年,有机材料的最高超导转变温度已达10K.最近,转变温度又有提高:美国阿贡国家实验室的研究人员报道合成了两类新型有机超导体.其中一类的临界温度在常压下达11.6K,另一类在0.3Kbar压力下,于12.8K成为超导体.这两类新型超导体如同许多其它有机超导体一样,当压力增加超过超导起始转变临界值时,其临界温     

超导研究:始终充满活力的科学前沿

<正>超导电性是指一些材料在某个温度以下电阻为零的现象.超导作为一种新奇的宏观量子现象,具有零电阻和抗磁性两个基本特性,因此超导材料有许多重要的潜在应用.自1911年被发现以来,超导研究一直是物理研究的前沿课题,对新实验技术的发展、新理论的创立以及超导的广泛应用都产生了深远的影响.不断探索新的超导材料,提高超导转变温度,一直是超导研究的一个重要方向.     

超导氧化物的键参数分析

Bednorz和Müller发现Ba-La-Cu-O体系具有高温超导电性以后,人们在探索具有高临界转变温度氧化物超导材料方面取得了重大突破,为新型超导材料的研究开拓了更加广泛的领域。因为复合氧化物体系的变化范围是极为广泛的,其变化可能性要远多于金属间化合物,制备方法也比较简单,找到更有效的新型超导材料就更有可能,故研究其超导机制的结构性能关系意义很大。本文用键参数的方法对已发现的四十多种二元超导氧化物进行讨论,     

掺Ce对YBa_2Cu_3O_y体系成相的影响

自从高临界温度氧化物超导体被发现以来,元素替代一直是人们探索其超导电性产生机制和寻找新的超导体系的有效方法之一.在YBaCuO体系中,对于Y位替代的大量实验结果表明,稀土元素中除Pr,Ce,Tb外都能形成正交的123相,并保持临界温度在90K左右的超导电性.目前,关于Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_y体系虽然保持正交123相但并不是高温超导体的研究已有大量的报道,然而对于掺Ce的(Y,Ce)Ba_2Cu_3O_y系统的研究则报道较少,对于掺Ce的YBaCuO体系超导临界温度下降甚至不超导的原因目前主要有两种观点:其一认为用固相反应法在常规合成条件下,完全或部分替代Y都不可能得到单一的123相,但是有限的Ce能够进入123相并导致123相正交向四方的转变,从而影响超导电性;另一种观点则认为Ce     

不同溅射条件对超薄外延氮化铌薄膜超导性能的影响

氮化铌(NbN)由于其较高的超导转变温度、较窄的转变宽度以及良好的稳定性一直被广泛地应用于低温超导器件中.因此,生长高质量的超导Nb N薄膜是制备高性能薄膜超导器件的关键及难点.本文主要介绍了利用磁控溅射法在氧化镁(MgO)100基底上生长厚度为5 nm的超薄超导外延NbN薄膜,并系统分析了溅射参数对薄膜性能的影响.实验结果表明,在合适的氮氩比或功率下,高真空、高溅射温度、低工作气压与NbN薄膜超导转变温度成正相关.采用综合物性测量系统(physical property measurement system, PPMS)进行电学分析,所制备的NbN薄膜超导最高转变温度为12.5 K.该工作为进一步研究超薄NbN薄膜的生长提供了理论指导,也为后期在其他基底上制备NbN超导器件提供了基础.