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     

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:     

柠檬酸溶胶凝胶法合成YBa_2Cu_3O_(7-δ)

采用溶胶 凝胶法制备了均匀的YBa2Cu3O7-δ超导细粉·讨论了凝胶的形成过程·配合剂柠檬酸与金属离子结合形成了可溶性的大分子化合物,除水后缩聚反应形成的聚合物长大为小粒子簇,相互连结成连续的三维网络·柠檬酸盐溶液的pH值控制在6 4～6 7之间可防止白色Ba(NO3)2沉淀·溶剂挥发温度宜控制在300℃,使凝胶的形成和自燃过程能在相同温度条件下连续进行·合成YBa2Cu3O7-δ的温度大约在880℃左右,其粉末粒度大约在0 2～1μm之间·     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导相在水中的分解破坏

钇钡铜氧化物(Y Ba_2 Cu_3 O_(7-δ))是迄今为止临界温度较高、能稳定存在,并可重复制备的陶瓷超导体,目前对它的研究,已经重点转移到超导机理和实用化上来了。材料在各种环境条件下的稳定性,是一个与其应用息息相关的问题,本文是我们对钇钡铜氧化物陶瓷在水溶液中破坏过程研究的一些结果。1.实验将常规方法烧成的钇钡铜氧化物陶瓷(零电阻温度为91K)研成细粉,取2g浸泡在50ml蒸馏水中,观察其作用情况并测量溶液PH的变化。半小时后过滤分离残余固体并水洗至中性,110℃烘干做化学分析和粉末X射线衍射(XRD)物相分析,滤液和洗涤液合并做定性和定氧化学分析。除水外,还做了1:1氨水、1:1氢氧化钠、1:1盐酸、1:1硝酸和5%乙酸溶液的浸泡试     

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。     

脉冲激光沉积YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜表面形态研究

用脉冲激光沉积法,在SrTiO3基板上获得YBa2Cu3O7-δ超导薄膜．对其超导性能、晶体结构、原子尺度的平面形态和均匀性等进行研究．观察到YBa2Cu3O7-δ超导薄膜的原子图像．     

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。     

Y_1Ba_2Cu_3O_(7—δ)的结构变化特征与超导电性的关系

利用动态高温X射线衍射和高温TG-DTA实验相结合,可得到不同温度时氧缺位量δ所对应的结构形态。但该法不能同时给出不同结构的超导性能的情况。本文通过对空气中缓慢退火过程中的样品,在不同温度下,于不同淬火介质(水、液氮和空气)中的淬火,分析测     

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.     

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。     

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-δ)超导带材非均匀性对失超传播特性的影响

采用具有点缺陷含铜稳定层、域缺陷不含铜稳定层和域缺陷含铜稳定层的YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)高温超导带材,在自场温度77K的液氮环境下通过试验研究了YBCO的非均匀性对其失超传播特性的影响规律,分析了非均匀性YBCO的失超传播特性与缺陷临界电流的关系,对比了具有点缺陷与域缺陷含铜稳定层的YBCO的失超传播特性,探讨了含铜稳定层对YBCO失超传播速度的影响,并将试验结果与其模型计算结果进行对比.结果表明:当具有点缺陷含铜稳定层的YBCO带材传输电流低于缺陷临界电流时,YBCO带材能够正常工作而未发生失超;当具有点缺陷含铜稳定层的YBCO带材传输电流高于缺陷临界电流且小于原带材的临界电流时,点缺陷区域发生失超,但其热点未扩散.     

YBa_2Cu_3O_（7－δ）超导体的正电子寿命谱研究

研究了ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿（７－δ）超导体的正电子寿命谱，利用两态捕获模型对实验结果进行了分析，并与非超导的同类样品作了比较，研究了各寿命参数及电子结构和缺陷浓度的变化，观察到了样品内部ＰＳ及ＰＳ￣（－）束缚态的形成现象．     

YBa_2Cu_3O_(9-x)在烧结过程中的四方→正交转变与超导电性

利用高温X射线原位测定法直接测定配比为YBa_2Cu_3O_(9-x)的物料在升温、保温和降温的烧结过程中超导相结构的形成,四方→正交转变及其对烧结产物超导性能的影响.实验表明在升温到880℃时首先形成过渡的立方结构相,然后发展为层状四方钙钛矿结构.随着高温保持时间的延长,四方结构向正交结构转变.在降温至600℃附近,还发生第二次四考→正交转变.上述二次四方正交转变均对超导性能产生影响     

超导体YBa_2Cu_3O_（7－δ）的紧束缚能带计算

采用ＥＨＴ近似下的紧束缚能带结构计算方法，计算了ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿（７－δ）和ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿６的能带结构。结果表明，穿越超导休ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿（７－δ）费米面的是三条来自Ｃｕ－Ｏ面和Ｃｕ－Ｏ链的能带，半导体ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿６没有来自Ｃｕ－Ｏ链的能带．     

Fe掺杂对YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)超导体表面XPS的影响

本文对合成出的单相YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7 σ)系列样品的晶体结构、电阻特性及磁化特性进行了测量。结果表明,Fe掺杂的系列样品,当x增加时,经历了由正交到四方,超导到非超导,抗磁性至铁磁性的变化。经对样品的XPS分析可见,Ba_(34)_(5/2)和O_(1s)的低结合能峰与晶体结构和超导特性有关,而且它们的相对强度随x变化呈有规律的相似变化趋势,从XPS上未直接观察到Cu~(3+);Fe的高价态含量随x的增加略有增加。