原位直流磁控溅射制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜

采用改装的直流磁控溅射设备,在适当的氧、氩气体中,对被溅射衬底加热进行YBCO材料的直流磁控溅射,溅射结束继续按温度程序控制曲线原位进行1个大气压下的氧气中退火,所得到的YBCO薄膜,其零电阻转变温度T_co一般在85～90K,临界电流密度J_c(77K)可以大于1×10~6A/Cm~2.     

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.     

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。     

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.     

YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体结构的TEM低温动态研究

高温超导体材料在低温的结构变化,是人们十分关注的一个问题。本文利用透射电镜的低温台,对YBa_2Cu_3O_(7-X)超导体的晶体结构进行了低温动态跟踪观察研究。利用H—800TEM的电子衍射分析和EDAX9100X射线能谱测定,选择组成为YBa_2Cu_3O_(7-X)的正交超导相单晶体,并从电子衍射选择一定取向的晶粒,使用TEM的低温试样支架,用液氮作冷却剂,从150K到300K跟踪固定晶粒,拍摄电子衍射花样。对电子衍射图进行精确测量分析。从[100]电子衍射花样(见图1)计算晶格常数C。图2为晶格常数C随温度的变化曲线。可见在     

YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体激光熔凝处理的研究

研究了利用CO_2激光对YBa_2Cu_3O_(7-y)块材,进行熔凝处理,证明可逆反应式成立。     

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。     

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。     

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.     

Mgo单晶衬底YBa2Cu3O7—δ薄膜的远红外透射光谱

证实只要测得直流电导率,即可由测量正常相的远红外(波数v<120cm~(-1))透射率直接求得等离子体频率v_(p')发现在实验误差范围内正常相的v_p为常数,由于直流电阻率与温度成线性关系,所以碰撞频率v_c也是温度的线性函数。在波数大于120cm~(-1)的高频范围,透射率减小,而在简单的Drude模式中透射应该是增加的。为了解释这种透射率减小,以及在近红外区观察到的小的透射率值,假定中红外区存在非常强的阻尼振子。最简单的模型是一个中心为v_0=360cm~(-1)的过阻尼振子,对于温度为7K的超导相,只要保持正常态的等离子体频率,并设v_c=0,便可以得到远红外透射率值的数量级。     

RBa_2Cu_3O_(7-x)超导体晶界

研究了RBa_2Cu_3O(7-x)超导陶瓷的多晶界,研究使用高分辨电子显微镜、电子衍射和EDS能谱(这里R为稀土元素,包括Y、Eu、La等)。研究发现,除了大量存在的110孪晶晶界之外,还存在011、031032、101、301和302等孪晶界。高分辨象和相应的原子模型表明,所有变晶界都能在二维上保持Cu—O面的连续性,因而可以达到高临界电流密度,即孪晶对提高临界电流密度有利。图1示出110孪晶晶界的晶格象。图左上角给出选区电子衍射图。由电子衍射图清楚看出远离透射束的衍射束存在分裂的情形。图中箭头指出110孪晶界以及晶界两边a和b的取向。     

超导材料YBa_2Cu_3O_(7-5)的光效应

测量高临界温度超导体的基本性能是超导研究工作的重要环节,对探索超导电性的机理十分重要。本文初次报导对超导材料YBa_2Cu_3O _(7-6)片构成的点接触隧道结上,光束功率约10mW,用锁定放大器检测由光照引起的结电压变化的微弱信号,得到如下结果:(1)零偏压时,取斩波频率720Hz,测得液氮温度下的输出信号约60μV;室温下的输出信号约1my,     

YBa_2Cu_3O_（7─δ）超导光电探测器件的研究

本文针对超导光电探测器件中测辐射热和光致非平衡两种机理进行了理论分析，给出了器件响应率的计算方法，实验测量了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ晶状膜和外延膜光电器件的探测特性，并将实验测量结果与所提出的理论模型进行了比较，制备出性能指标较高的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜光电探测器件。     

YBa_2Cu_3O_（7－δ）高温超导薄膜线列探测器的研究

采用准分子激光扫描消融法淀积性能均匀的ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_（７－δ）高温超导薄膜,用离子束刻蚀进行器件的图形制备,获得了非均匀性小于１０％的ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_（７－δ）高温超导薄膜８元线列探测器．测试了器件在８～１４μｍ波段的性能及光响应特性,单元探测器为４０×１００μｍ２的微桥结构．器件的平均归一化探测率为１．４４×１０９ｃｍＨｚ１／２ｗ－１,平均噪声等效功率为４．４×１０－１２ＷＨｚ－１／２,Ｄ的非均匀性小于１０％．研究结果表明：该线列探测器具有良好的均匀性,证实了该工艺适用于制备均匀性良好的高温超导薄膜红外探测器阵列．     

组合式熔凝石英微透镜阵列-线列Yba_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜红外探测器的研究

采用准分子激光扫描消融法淀积YB32C23O7-δ高温超导薄膜,利用常规光刻工艺制备线列高温超导薄膜器件,采用离子束刻蚀制备与高温超导薄膜器件匹配的熔凝石英微透镜阵列,测试了微透镜／高温超导薄膜器件所构成的混合结构在1～5μm红外波段的几项重要的光响应特性．     

激光束在Gd_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜、Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导片上的细微加工

用计算机控制的激光融刻装置对几百埃厚的Gd_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜和二百微米左右厚的Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)超导片进行不同尺寸微桥的融刻加工试验,并用扫描电镜、扫描俄歇电子谱,α-step仪以及R-T测量装置对新加工的微桥进行形貌观察、测量,成份剖面分析以及相应的超导电性测量。对所得的实验结果进行了讨论。     

YBa2Cu3O7—δ超导光电探测器件的研究

本文针对超导光电探测器件中测辐射热和光致非平衡两种机理进行了理论分析，给出了器件响应率的计算方法。实验测量了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ晶状膜和外延膜光电器件的探测特性，并将实验测量结果与所提出的理论模型进行了比较，制备出性能指标较高的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜光电探测器件。