YBa_2Cu_3O_(7-y)体系高温超导电性的理论研究Ⅱ——CuO_3链对决定体系超导转变温度Tc诸因素的影响

本文用量子化学计算方法探讨了 YBa_2Cu_3O_(7-y)(y=0.19)正交相中CuO_3链的存在在对决定其高温超导电性的各种因素的影响。结果表明:CuO_3链的存在有助于增大晶格振动德拜频率 W_D、Fermi 面电子态密度 N(e)及电一声子相互作用能,从而在理论上说明了造成正交相和四方相 YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体超导电性差别的原因。     

YBa_2Cu_3O_7的LDF-LMTO电子结构

本文用密度泛函理论和线性丸盒轨道方法计算了YBa_2Cu_3O_1系统的电子能带结构.结果表明有两个强2D特征的能带和一个1D特征的能带与Fermi面相交.它们分别对应于原胞中的两个准2D Cu-O平面和一个含有Cu-O线链的基平面上Cu 3d和O 2p态之间的相互作用.各原子分波态密度的分析表明,对电导和超导起决定作用的Cu-O平面和Cu-O线链中,2D Cu-O面对态密度的贡献是基本的.     

大尺寸YBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的生长及其超导电性

1 引言自从Bednorz和Muller发现高温超导体以来,Y-Ba-Cu-O体系的研究取得了重大进展。YBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的生长及其结构和物性的研究已受到人们广泛的重视,特别是生长高质量,大尺寸的YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导单晶更是如此。至今,国际上仍未见较大尺     

高温超导体YBa_2Cu_3O_(7-x)的结构、形貌和性质

本文研究了高温超导体YBa_2Cu_3O_(7-x)的结构、形貌和性质。使用SEM,TEM,EDS和SAED等探讨了化合物成分、结构、形貌。测量了样品的电阻与温度、磁化率与温度的关系,得到零电阻温度T_(C0)≈91K,完全抗磁性温度88K。并对超导化合物YBa_2Cu_3O_(7-x)的性质作了初步分析。     

(CuTe)O_3对YBa_2Cu_3O_y织构生长的影响

用熔融织构法生长YBa_2 Cu_3(CuTe)xOy 系列,实验结果表明,生长过程中(CuTe)O_3 的参与有助于YBa_2 Cu_3 Oy 织构的形成,Te 可能具有俘获O 的能力.     

La2—xSrxCuO4的局域电子态密度

本文用紧束缚近似计算了La_2-_xSr_xCuO_4(x=0, 0.15)的局域电子态密度.计算结果与能带论和实验符合,但比能带的结果更为细致.本文讨论了掺杂Sr以后的效果.与YBa_2Cu_3O_(7-x)材料相比较,可以认为这两种材料主要的超导机理是相同的.     

YBa_2Cu_3O_(7-x)单晶的生长

Damento等人和Kaiser等人用助熔剂法分别选用过量的CuO和CuO+BaCuO_2作为助熔剂,采用不同的生长条件,均生长出毫米量级的片状YBa_2Cu_3O_(7-x)单晶,T_c85～90K。我们研究了这两种方法,改进了生长条件,获得线度为2～3mm、厚度约为0.1mm的质量较好的YBa_2Cu_3O_(7-x)单晶。 按文献的方法,我们用的原料配比(摩尔比)为:     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)系高温淬火样品在低温下结构的可逆变化

对YBa_2Cu_3O_(7-δ)系750℃淬火样品进行了低温X光衍射谱分析。结果表明,在低温下,样品的结构随温度发生了可逆变化。     

过氧离子在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体中存在的研究

在有关Y(La)Ba_2Cu_3O_(7-x)体系高Tc超导电性机理的研究中,有人提到过氧键(peroxide bonding)和过氧离子O_2~(2-)的问题,并认为它的存在对高温超导电性有很大的影响。但迄今为止,O_2~(2-)的存在并未有得到实验的证实。我们在对YBa_2Cu_3O_(7-x)样品(X-光相纯)进行红外光谱测定(KBr压片)时发现,正交相的样品在1046cm~(-1)处出现特征吸收,它与过氧离子的O-O键的特征吸收是一致的,而四方相的样品没有此现象。     

YBa_2Cu_3O_(7-y)氧化物超导体在不同电流密度下的电阻转变特性

1 同一电流密度下的电阻特性YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体(Φ10×2.5)采用四引线法测量电阻,电极间隔为1.5m,测量表明,对于名义成份为 YBa_2Cu_3O_(7-y),的样品,室温电阻约为5Ω,电阻随温度降低而减小.图1是恒流为20mA 的 R—T 曲线.温度在128k 以上样品呈金属行为;当温度降到128k 时,电     

络合法制备YBa_2Cu_3O_(7-y)超导材料

用络合法制备出单相的YBa_2Cu_3O_(7-y)超导材料,分别用X—射线衍射仪和化学分析法测定了超导样品的晶体结构及化学组成,研究了不同温度等条件下超导样品的性能和化学稳定性。     

YBa_2Cu_3O_7磁取向粉末中Cu的NMR和NOR研究

制备了YBa_2Cu_3O_7的磁取向粉末样品,在室温下(293K)对Bo∥C轴和B_0⊥C轴两种情况下,测量了Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的NMR谱和NQR谱.通过分析,求得Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的各向异性电场强度梯度、奈特位移和Cu(Ⅱ)的各向异性的自旋晶格弛豫时间.     

MgO(001)表面负载CrW_2O_9团簇构型和电子结构的理论研究

采用基于第一性原理的分子动力学与量子力学相结合的方法,对CrW_2O_9团簇在MgO(001)完整表面的吸附构型、稳定性以及电子结构进行了系统的研究.研究结果表明,CrW_2O_9团簇通过Cr、W以及O原子与MgO(001)表面作用,并可能以六元环、帽状或双环结构沉积在MgO(001)表面,其中热力学最稳定的吸附构型为CrW_2O_9团簇以六元环的结构吸附在MgO(001)完整表面.吸附后,有较多的电子从表面转移到团簇,与W3O9/MgO(001)体系相比,CrW_2O_9团簇的电子态出现在MgO(001)表面的带隙中,且主要为Cr 3d轨道的贡献,这将对体系的催化性能产生显著影响.     

YBa_2Cu_3O_7磁取向粉末中Cu的NMR和NQR研究

制备了YBa_2Cu_3O_7的磁取向粉末样品,在室温下(293K)对B_0||C轴和B_0⊥C轴两种情况下,测量了Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的NMR谱和NQR谱。通过分析,求得Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的各向异性电场强度梯度、奈特位移和Cu(Ⅱ)的各向异性的自旋晶格弛豫时间。     

多铁材料BiNi_xFe_(1-x)O_3(x=0～0.5)磁性的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算多铁材料BiNi_xFe_(1-x)O_3(x=0,0.125,0.167,0.25,0.5)各晶体结构的电子性质.能带结构、Mulliken电荷以及自旋磁矩等计算结果表明:由Ni离子部分替代掺杂Fe离子可使体系由反铁磁有序转变为局部亚铁磁有序,晶体总自旋磁矩随Ni离子浓度的增大而增大;Ni离子掺杂明显抑制了特定位置Fe离子的磁矩,这是由于Ni-eg轨道少数自旋方向的电子态被50%占据以及Ni离子与Fe离子之间的超交换作用所致.     

YBa_2Cu_3O_(7—δ)超导样品的喇曼光谱

本文对YBa_2Cu_3O_7-δ超导样品及经“淬火”处理后样品的喇曼光谱进行了分析,得到超导相Cu—O键的剌曼活性模为335,440和492cm~(-1),它们分别对应于Cu(2)-O(2)键在a方向上、Cu(2)—O(3)键在b方向上的反对称拉伸振动及Cu(l) O(l)键在c方向上对称拉伸振动。     

Te对高温超导陶瓷YBa4Cu6Oy超导电性的影响

对YBa_4Cu_6Oy陶瓷的研究表明,它具有与YBa_2Cu_3O_(7-δ)凸相近的超导电性。以CuTeO_3方式加入适量的Te使它的临界电流密度Jc增加近一个量级而Tc仍保持在90k附近。     

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。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体在不同气氛中的高温相变

本文给出了在空气、真空和流动氮气的环境中,利用X-光跟踪监测YBa_2Cu_3O_(7-δ)高T_c超导体的X-光衍射峰的两个主要峰(130)/(101)和(031)峰的相对强度随温度的变化关系。结果表明,环境对高温相变温度及相变方式有很大的影响。并提出了“可动氧”模型。     

空位缺陷对CrSi_2光电性能的影响

采用第一性原理方法,计算含空位缺陷CrSi2的电子结构和光学性质,并分析含Cr和Si空位缺陷的CrSi2光电性能.结果表明:Cr和Si空位均使CrSi2的晶格常数和体积变小;能带结构密集而平缓,且整体向上移动,Si空位缺陷形成带隙宽度为0.35eV的p型间接带隙半导体,Cr空位缺陷在原禁带间出现两条新的能带;含空位缺陷CrSi2的电子态密度仍主要由Cr3d层电子贡献,Si空位缺陷对电子态密度的影响较小,Cr空位缺陷提高了Fermi面处的电子态密度;与CrSi2相比,含空位缺陷CrSi2的介电峰均向低能方向略有偏移且峰值降低,吸收系数明显变小.