氧化物超导体交流磁化率的测量

描述了用交流互感电桥测量高Ｔｃ氧化物超导材料的交流磁化率装置，采用锁相放大器作为指零仪，温度变化范围从液氮温区到室温，考虑了装置本身存在的误差，我们测量了钇系和铋系超导材料的磁化率随温度的变化关系，利用对比法定出材料的抗磁讯号的百分比，与文献［１］比较结果是满意的。     

我校超导研究又有新进展

在迄今为止所发现的钇系列、钡系列和铋系列的高温超导材料中,铜都是不可缺少的成分,并且被认为是超导机制的重要因素。我校烧制的十七种超导材料中“钇、锶、钛、氧”,(Y—Sr—Ti—O)出现了液氮温区的抗磁性,打破了铜是不可缺少的成分的传统观点,这是一项非常重要的发现。     

稀土与超导

超导——是当今世界科技界最热门的一个话题。近期高临界温度超导材料的重大突破,预示着一场新的世界工业革命的到来。而对稀土,人们却较为陌生。要知道,新涌现的在液氮温区成为超导体的,主要就是用稀土氧化物制得的材料。所谓稀土,就是钪、钇及十五个镧系金属的总称。它们与超导结下不解之缘,还是最近一年的事。 稀土超导材料的崛起     

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。     

激光作用Y—M—Cu—O（M=Ba,Sr,Ca,Mg）金属复氧…

在自制的仪器上，以脉冲激光束在高真空中直接溅射钇钡铜氧高温超导材料，可以产生３个系列的氧化物簇离子，将该复氧化物中的钡以其他碱土金属元素锶、钙、镁等替换，由此产生的簇离子的种类与组分也随之不同。本文通过分析这些氧化物簇离子的组成，离子相对信号强度及其与样品组分的关联，探讨了这些金属复氧化物中各组分元素间的相互作用及其对超导性能的影响。     

影响BiSr_1Ca_1Cu_2O_x及Y_1Ba_2Cu_sO_(7-x)超导相形成的几个重要因素

目前,已有大量不同的所谓高温超导体,其可分为两类。第一类是以La_(2-x)Sr_xCuO_(4-x)为代表,T_c=30～40K,晶体是K_2NiF_4结构;第二类是以YBa_2Cu_3O_(7-x)为代表,T_c=90K左右,晶体是缺氧钙钛矿结构,即所谓“123”结构。新高温超导体都是混合含氧化物,显示出陶瓷的机械和物理性能。新材料性能的关键在于化学键合在一起的铜(Cu)和氧(O)原子构成的原子平面,铜-氧化学键合的特殊性质使得材料在某些方向能很好地传导电流,这与大多数陶瓷为绝缘体形成对照。目前,人们在BiSrCaCuO系中以微量Pb取代部分Sr已可获得160K的高临界温度。作者利用化学纯原料成功地研制出零电阻温度达125K的Bi_1Ca_1Cu_2O_x系超导体和T_c在90K以上的Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)高温超导陶瓷。在研制过程中发现Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)超导相的形成过程中,氧环境及退火降温速度对其形成起十分重要的作用,而原料中的微量杂质对其形成不起关键作用;BiSrCaCuO系对微量杂质不敏感,而对退火温度要求甚高。     

超导理论的另一可能方案

本文提出了一个新的超导机构,通过强迫振动的理论分析,引入了一个临界频率概念。讨论了一些主要的超导现象;得到了一个简单的求T_c的公式。本文又给出了一个求传导电子固有频率的经验公式。它适用于除镧系、锕系外所有的元素。从而计算了除稀土元素外,周期表中几乎所有元素的临界温度T_c;除Al,Hg,Pb,Re,外都和实验值附和的比较好。     

高温超导材料Bi_(0.8)Pb_(0.2)SrCaCu_2O_(8+x)电阻率及AC磁化率的研究

在高温超导材料BiSrCaCu_2O_x中加入20％铅代替铋后,使超导材料的零电阻温度从82 K提高到102 K,起始超导转变温度约为112 K,晶界对超导材料的超导性能有很大的影响,起始转变温度T_c随外加磁场的变化率在低场范围内约为0.0005 Km/A。     

超导材料:九十年代将进入实用化阶段

发达国家的材料专家普遍认为,90年代超导材料将成为市场上最热门的商品之一。究其原因,是因为超导材料不仅是理想的战略替代材料,而且生产成本可大幅度降低,从而实用价值大大提高。日本研究超导的权威住友电气公司迄今已实施了近600项有关超导技术的专利。这家公司预计,到2000年,世界超导材料市场规模可达36亿美元。该公司使用铋系陶瓷超导材料制成的超导线材,在液氮温度(零下196摄氏度)下使线材截面1平方厘米的最大电流(临界电流密度)提高到11000安培。在这以前,在1特斯拉的强磁场下,这类线材的临界电流密度最高为6000安培。这次该公司使用的原材料是铋、锶、     

超导理论处于百家争鸣状态

6年前瑞士苏黎世IBM实验室的贝特诺兹和缪勒发现陶瓷材料在约30K时具有超导性。但当时无人能解释引起这种现象的原因。此后又发现大约有40种由Cu—O和钇、钡、镧一类元素混合后组成的超导陶瓷,且都具有不同的超导转变温度。现在,已知铊基铜氧化物的超导转变温度最高,在130K(—143℃)时就开始出现超导。为什么电子在Cu—O层不会受到阻力,至今仍是一个谜,因为传统的BCS理论所预言的最高临界温度已被远远突破。BCS理论已不能解释铜氧化物陶瓷材料的超导机制。     

高温超导体的正电子湮没研究(续)

本文在文献的基础上,进一步测量稀土系YBaCu_xO_y在T_c附近的正电子寿命谱,同时测量了成分相同非超导样品,实验结果证实超导寿命谱在T_c附近有跃变发生,伴随无规则振荡现象,至于非超导样品,τ-T曲线形式则无跃变发生.还测量了非稀土系高T_c超导体BiSrCaCu_xO_y在相变温区的正电子寿命谱,也发现在T_c附近有跃变、无规则振荡,但振荡区域比稀土系样品要宽.样品YBaCuO中,Y,Ba,Cu的氧化物按1:2:3配比,以不同的氧含量,得到T_c=90 K的超导样品Ⅰ和非超导样品Ⅱ.样品BiSrCaCu_xO_y中,按配比Bi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2,以适量氧含量,得到T_c=83 K的超导体Ⅲ,所有样品均为圆片,直径约为15mm,厚为1.5mm.放射源为强度8×10~5Bq的~(20)Na正电子源,衬底为Mylar膜.两片相同的样品夹住正电子源,置于样品架中.测量在空气中进行,测量所用的寿命谱仪为标准的块一块符合系统,对~(60)Co     

Y-Ba-Cu-O系高临界温度超导陶瓷组成与性能关系的研究

研究了主组成及少量外加物对Y_xBa_(1-x)CuO_3系超导陶瓷导电性与超导电性的影响.研究表明,当配料组成Y∶Ba≈1∶2时最容易制取稳定的、零电阻为88K以上的高临界温度T_c的超导材料;采用Bi、Pb、Na、Co等对阳离子进行部分替位更换,仍能获得超导特性,但对T_c值没有改进;少量外加物对YBa_2Cu_3O_(7-δ)系超导陶瓷的T_c值有明显的影响,微量钴离子的掺入可使T_c提高到110K,但掺入量较多时反使T_c降低.     

应对稀土资源进行立法保护严格控制超导稀土资源的出口

1986～1987年,超导研究在钇钡铜氧系和镧铜氧系等材料上取得了重大突破,超导器件在液氮温度区工作的目标已经实现。这一重大研究成果一旦实现实用化和商品化,必然导致一场新的工业革命。这一趋势已引起世界各国,尤其是先进工业国的极大关注。因此,作为超导材料的关键原料的稀土资源立即成了许多国家垂涎的目标。种种迹象表明,日本为争夺全球经济和技术的霸主地位,已把争夺超导技术产业市场作为一个重要的战略目标,并已制订出一个从资源到市场的超导产业的长远战略计划,他们瞄准的第一个目标就是中国。日本共同社1月5日的电讯报道,日本“为了在获得稀土资源的竞争中不落后,通产省将与中国协商共同开发超导材料问题”。日     

铜源对铜掺杂MAPbI_3薄膜结构和光学性质的影响

有机-无机杂化钙钛矿(MAPbI_3)材料已成为光电器件领域的先进材料,但铅元素的存在带来的环境污染问题严重影响钙钛矿材料的实际应用.以无毒性金属元素部分取代铅元素是推进其应用进程的途径之一.选用氯化铜和醋酸铜作为铜元素掺杂源,利用一步法合成铜掺杂钙钛矿薄膜,研究不同铜源对MAPbI_3薄膜成膜质量和光学性质的影响,并揭示影响机制.     

钙钛矿型氧化物混合离子-电子导体在固态氧化物燃料电池阴极材料领域的研究进展

介绍了混合离子-电子导体（mixed ionic-electronic conductor,MIEC）钙钛矿氧化物的工作原理、合成和制备方法、电学和电化学性能表征技术，回顾了2022年MIEC钙钛矿氧化物在固态氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell,SOFC）阴极材料领域中的研究进展，包括MIEC钙钛矿氧化物的表面化学调控、新型MIEC钙钛矿氧化物的发展、MIEC钙钛矿氧化物合成和制备方法上的创新。     

超导Bi系列材料的微结构与性能关系研究

Bi 系超导材料的制备过程已为人们所掌握,但要制取高质量的单相高 T_c 相仍很困难.人们采用改变成分,获得了几乎单相的样品,但对超导材料的超微结构与性能的关系仍很少进行研究.为此,笔者采用不同配比制成不同性能的超导材料,对结构及性能关系进行研究,然后利用结构性能关系找出比较理想的配比.用 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y(x=0、0.2、0.4、0.6、)A 组样品及 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_4Cu_5O_y     

聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制备LaxSr1-xMO3纳米粉体

用一种新方法-聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成了广泛应用于中温固体氧化物燃料电池关键材料的钙钛矿型纳米粉体:La0.8Sr0.2MnO3(LSM)、La0.8Sr0.2CrO3(LSC)和La0.9Sr0.1Ga0.8Mg 0.2O3(LSGM).用TG-DSC和X射线衍射仪分析了钙钛矿相的形成过程,以TEM 观察了不同纳米粉体的颗粒尺寸及其形貌特征.研究结果表明聚丙烯酰胺溶胶凝胶法为省时、效率高的一种钙钛矿型复合氧化物纳米粉体制备过程,用该方法合成钙钛矿纳米粉体成相温度低,有利于提高纯度,有效降低团聚现象.     

用正电子湮没技术研究T_c高超导材料Y-Ba-Cu-O的相变

我们利用正电子湮没率对电子波函数敏感的特点研究了高T_c超导材料Y-Ba-Cu-O在相变温度附近区域的特性。正电子寿命、多普勒增宽线形参数H、S和电阻R的测量同时进行。本工作着重于利用电子密度及其动量的变化探讨高T_c超导材料相变的机制。 测量所用的寿命谱仪为标准的快-快符合系统,其分辨率为270ps;多普勒增宽仪采用液氮冷却下的高纯锗探测器测量;电阻的测量采用通常的四探针法,用镍膜为衬托的Na-22作为正电子源。样品按标准的1:2:3的配比将Y、Ba、Cu氧化物混合后烧制而成。     

大有作为的稀土微肥

稀土微肥指的是含有元素周期表中序数57～71号化学元素(从镧到镥)的混合硝酸盐。一般分液体和结晶两种。化学元素镧到镥这十五个元素称为稀土元素,也称为镧系元素。习惯上人们把第39号元素钇也包括在内。稀土元素是在十八世纪沿用下来的一个名字。当时认为这类元素在地壳中含量稀少,而且其氧化物颜色和碱土氧化物相似,故名“稀土”。实际上这类元素并不稀少,     

Ba1-xSrxTiO3(BST)/钙钛矿型氧化物超导薄膜异质结构的研究及发展

钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3(BST))铁电薄膜材料在集成铁电器件领域具有很大的优势和潜力,BST与铂(Pt)等贵金属电极材料的界面特性限制了BST的实际应用,氧化物超导薄膜代替贵金属材料做底部电极取得了不少突破性的进展,综述了国内外研究人员对Ba1-xSrxTiO3(BST)/钙钛矿型氧化物超导薄膜异质结构和基本介电性能等方面的研究及成果。