YBa_2Cu_3O_x红外吸收谱随氧含量变化的研究

YBa_2Cu_3O_x红外吸收谱中有两个特征吸收峰P_1(620～642cm~(-1))、P_3(540～585cm~(-1)),它们的频率和YBa_2Cu_3O_x中的氧含量密切相关,并且P_1、P_3吸收峰的频率在不同范围内分别对应YBa_2Cu_3O_x的正交相、四方相及正交相向四方相的过渡。根据实验结果,我们提出了一个简单模型来解释YBa_2Cu_3O_x的T_c值与其氧含量x之间的S形关系曲线。     

高T_cYBa_2Cu_3O_x中Cu离子价态的H_2~+束流光谱研究

对高T_c YBa_2Cu_3O_x及名义组成为YBa_2Ag_3O_x和YBa_2Cu_(1.5)Ag_(1.5)O_x体系进行了H_2~+束流光谱的比较研究,证实YBa_2Cu_3O_x的束流光谱主要是Cu离子的贡献。通过对谱带的指认,讨论了Cu离子可能存在的价态。     

掺杂YBa2Cu3—xMxOy（M=Fe,Al,Zn）红外光谱的研究

首先报道并系统地研究了掺杂YBa_2Cu_(3-x)M_xO_y(M=Fe,Al,Zn)体系的红外光谱,证明了YBa_2Cu_3O_(7-δ)中:p1(630cm~(-1))红外峰在正交相中确实属于一维Cu—O链上氧空位诱导的准局域模和α轴上Cu_1—O_5—Cu_1局域模的叠加;p2(580cm~(-1))红外峰在高氧相中不能观测到是由于受二维电子气的屏蔽,而并非是二维CuO_2网络中氧空位诱发的Cu—O准局域振动模;p3(550cm~(-1))红外峰即沿c轴O_4—Cu_1—O_4局域振动模,由于YBa_2Cu_3O_(7-δ)的二维特性不受二维电子气的屏蔽效应的影响,因此它在正交相和四角相强度变化不明显。同时还讨论了掺杂对YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导电性及结构的影响。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系中620～640cm~(-1)红外谱峰本质的研究

在群论分析的基础上,研究了620～640cm~(-1)红外光谱峰的峰型、峰频、峰半宽度及强度随淬火温度的变化规律.证实了在YBa_2Cu_3O_(7-δ)处于正交相时,该峰本质上是α轴Cu-O-Cu局域模B_(3u)和一维Cu-O准局域模B_(2u)迭加而成,处于四方相时,两模简并成一个模.并讨论了YBa_2Cu_3O_(7-δ)中载流子对入射红外辐射的屏蔽效应.     

定向合成YBa_2Cu_3O_x的新工艺

研究了YBa_2Cu_3O_x氧化物超导体的合成机理,分析了粉料结块的原因,讨论了BaCO_3热分解速率缓慢以及合成反应不充分等问题。在此基础上提出了定向合成单相YBa_2Cu_3O_(7-δ)的新工艺。     

YBa_2Cu_3O_x中22~(1/2)α_0×22~(1/2)α_0相的模型

高T_c超导氧化物中氧的配比和排列是决定材料超导性能的关键因素之一。在YBa_2Cu_3O_x中HREM和ED研究发现了2a_0,3a_0等由氧有序引起的超结构。所有YBa_2Cu_3O_x试样,不论其初始氧含量如何,500℃左右在真空中加热,均可看到如图1所示的电子衍射图。这就是2(2~(1/2))a_0×2~(1/2)a_0相,对他的本质尚有争议。为了进一步研究这个相的本质,我们构筑了     

数值拟合YBa_2Cu_3O_(7-δ)远红外反射谱

利用Drüde及改进的Drüde模型对YBa_2Cu_3O_(7-δ)的远红外(70～360cm~(-1))反射谱进行了数值拟合,进一步得到等离子边频率及能隙频率与温度的关系,发现了150cm~(-1)声子在低温时其强度发生强烈变化,用双极化机制解释了这些现象。     

MBa_2Cu_3O_(7-δ)(M=Y,Sm,Gd,Eu)超导体的红外光谱

测定了多晶超导体MBa_2Cu_3O_(7-δ)(M=Y,Sm,Gd,Eu)的反射光谱和透射光谱。在远红外(40～360cm~(-1))反射谱中观察到5个特征反射峰和3个反转结构,在中红外反射谱中有一580cm~(-1)峰,在中红外吸收谱中有580～590cm~(-1)和615～627cm~(-1)两个峰。本文分析了这些峰对应的振动模,并由反转结构确定了超导能隙和比值γ=2Δ/k_BT_c。     

SnO_2掺杂对YBa_2Cu_3O_x超导体J_c的影响

研究了SnO_2掺杂对YBa_2Cu_3O_x高温超导体临界电流密度J_c的影响,并得出掺杂量及烧结温度对J_c的影响规律。适当的低掺杂[w=(1～2)×10~(-2)]有利于J_c的提高,对于w=2×10~(-2),在940℃下烧结的样品,其J_c提高了一倍多。而SnO_2高掺杂(w>2×10~(-2)),则会导致J_c特性的恶化。通过对材料的SEM及其密度等的分析,发现了SnO_2掺杂对材料密度、晶粒取向、气孔率、液相及杂相等显微结构的影响特点,从而对我们得到的实验规律作了较合理的解释。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体声子谱的动态研究

测定了YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体在室温至10K的中红外透射光谱,发现超导相YBa_2Cu_3O_(7-δ)相与其它相的中红外透射光谱存在巨大差异,且与超导性能密切相关.从声子选择定则的群论出发,讨论了强电子-声子耦合对高T_0超导电性的作用     

氮δ掺杂Cu_2O薄膜的生长及物性研究

采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术,以NH3为掺杂源,制备了氮δ掺杂Cu_2O薄膜,研究了N掺杂对Cu_2O薄膜表面形貌、光学及电学性质的影响。研究结果表明,N掺杂引起了晶格畸变,Cu_2O薄膜的表面粗糙度增大;掺杂后Cu_2O薄膜的带隙宽度从2.70eV增加到3.20eV,吸收边变得陡峭;掺杂后载流子浓度为6.32×1019 cm~(-3),相比于未掺杂样品(5.77×1018 cm~(-3))的提升了一个数量级。     

用SEM研究Y系超导单晶的生长习性

本文报道用SEM观察研究R-Ba-Cu-O(R为Y、Gd、Tm)超导单晶的形貌、生长习性、生长台阶,并讨论了单晶生长过程。这些结果对超导单晶生长研究具有重要意义。高温氧化物超导单晶RBa_2Cu_3O_x是用自助溶剂法生长的,Tc(zero)为91K。图1为充分发育的超导单晶的形貌照片。(a)为YBa_2Cu_3Ox(b)为GdBa_2Cu_3O_x,(c)为TmBa_2Cu_3O_x。可见,发育良好的Y系超导单晶外形的矩形片状,具有相交为90°的方角。晶体外形反映了晶体的对称性——正交结构。显露的晶面为(100),(010),(001)等。其中(001)面最大,说明晶体沿C轴方向生长速度最慢。图2为发育初期的晶体,     

高温超导体Y-Ba-Cu-O的红外光谱特性

在室温下,测量了YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体在200～4000cm~(-1)波数区的红外透射光谱。透射光谱的峰值位置随样品组分的不同而变化;同一组分的样品因热处理工艺的不同,对红外光线的透射能力也不相同。因此,超导材料的光学性质的研究将会给出有价值的信息。     

Sb^5＋掺杂对YBa2Cu3O7—y高Tc超导陶瓷工艺的影响

本工作研究了YBa_2Cu_3O_(7-y)超导陶瓷的制备工艺,通过Sb~(5 )掺杂,改善了工艺条件,扩展了烧结温区,制备了T_c为80K的YBa_2Cu_(1-x)Sb_xO_(7-y)(0≤x≤0.15)超导陶瓷材料,并从理论上分析讨论了Sb~(5 )的作用机理。     

Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-y)的远红外反射光谱

报道了非稀土元素Ti部分替代稀土元素Y的Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-y)(x=0.2,0.4)超导体的远红外反射光谱.观察到至少7个声子结构,分别位于136cm~(-1)、154cm~(-1)(或151cm~(-1))、193cm~(-1)、230cm~(-1)、280cm~(-1)、293cm~(-1)和337cm~(-1)(或345cm~(-1)).结果表明,该超导体的能隙值2⊿≈198cm~(-1),对应2⊿/k_BT_C≈3.4.还对声子结构的物理起因作了探讨.     

YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜的离子束改性

本文主要研究了离子注入对YBa_7Cu_3O_(7-x)薄膜超导性质的影响.测量了Ar离子注入剂量与超导转变温度T_c之间的关系.实验结果表明,高质量的YBa_2Cu_3O_(7-x) 超导薄膜具有一定的抗辐照性.随着注入剂量的增加,临界电流密度I_c下降很快,但零电阻转变温度T_c却下降较慢.分析和讨论了离子注入对YBa_2Cu_3O_(7-x)中一维Cu-O链和二维Cu-O面的影响,探讨了离子束改性手段在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜图形加工中应用的可能性.     

YBa2 Cu3 Oy化合物在不同加热温度下的XPS测量

测量了正交和正方YBa_2Cu_3O_y化合物的XPS谱线的温度关系。对手超导化合物的Cu2p伴随峰的变化与从氧量确定的Cu原于价的变化相符合。对于非超导化合物,温度升到770K观察XPS谱线中没有明显的变化。Ols的XPS谱线表示氧原子在化合物中的三种不同状态。分析这些峰的温度关系,认为围绕铜的氧构型有三种,即八面体、锥体和正方面。     

C取向GdBa2Cu3O7—X膜中a,b取向小颗粒钉扎的TEM研究

C取向YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜中已获得了高临界电流密度Jc=10~6A/cm~2。随着薄膜的应用,磁通钉扎的机理越来越为人们所重视。外加磁场在平行于YBa_2Cu_3O_(7-x)的a—b平面时,a—b面会产生本征钉扎,形成高密度的临界电流密度,但垂直于基片方向的高密度电流在应用中也是需要的。     

不同氧含量YBaCuO超导体远红外反射光谱研究

对YBa_2Cu_3O_(7-δ)块材料进行了空气淬火实验和红外反射光谱测量。利用Drude模型及Lorentz声子研究反射光谱,得到载流子浓度与淬火温度关系。利用声子的异常敏感性讨论了反射光谱中声子强度的变化。     

InP:Fe中与Fe~(2+)有关的一组新的红外吸收峰

利用高分辨的傅里叶光谱仪测量了InP:Fe在低温下(10K-20K)的红外吸收特性.在3100—3130cm~(-1)的波段范围内发现了一组新的红外吸收峰,我们将其指认为Fe~(2+)的~(?)E→~(?)T_(?)电子跃迁红外吸收的声子伴线,其中两个较锐的峰(3134cm~(-1)处、3120cm~(-1)处)与Fe~(2+)的局域振动模有关,两个较宽的峰(分别位于3117、3105cm~(-1)处)与InP的TO(x)声子有关.