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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

喷涂法制备超导薄膜

用钇、钡、铜的硝酸盐水溶液喷涂在氧化锆单晶基片上,已制备了零电阻温度为83.4K 的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜。文中给出了 XRD、SEM 图和电阻温度曲线,并对结果进行了讨论a     

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。     

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。     

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。     

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。     

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超导体的磁穿透深度及相对能隙

根据测得的表面电阻R_S(T),通过在BCS理论框架中引入一个修正电导率,计算出YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)超导材料的磁穿透深度和简约能隙与温度的相关性.引入修正电导率主要是根据YBCO超导体中电子结构表示Cu-O链对微波表面电阻的贡献.计算得到的磁穿透深度和相对能隙与实验结果符合得相当好.     

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。     

长脉冲激光沉积原位生成YBaCuO超导膜

用长脉冲激光(脉冲宽度150μs,波长1.06μm)辐照高温烧结的YBa_2Cu_3O_(7-x)靶,在6Pa的氧气压强下,巳在(100)YSZ单晶衬底上原位生成YBa_2Cu_(?)O_(7-x)超导膜。衬底置于750℃的加热器上,衬底与靶之间的距离5cm,用该法制得的薄膜光亮坚实,正常态呈金属性,零电阻温度为84.7K。用XRD和SEM对薄膜进行了分析研究。     

高温超导薄膜红外探测器初探

主要介绍用本实验室研制的YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜制成几何形状不同的Bolometer实验芯片,采用低温恒温装置,进行了原理性实验,结果表明,几种超导Bolometer在液N_2温区都有明显的红外辐照响应,在给定的测试条件下,其灵敏度对蛇形、大桥、微桥芯片分别为6V/W、284V/W、1.1×10~4V/W。采用电调制和机械光调制,对不同结构测试系统,响应时间分别为2s和0.2(?)。     

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     

高JC超导材料磁通分布的电镜研究

在减压降温液氮温区(约64K),采用磁缀饰法(即高分辨Bitter图法),分别在熔融织构生长(MTG)的YBa_2Cu_3O_7超导体和射频溅射制备的单晶外延YBa_2Cu_3O_7薄膜上用KYKY-1000 B SEM观察到超导体的磁通分布图,属无序非晶态结构。在MTG超导体中得到清晰的孪晶界、层界和晶体缺陷对磁通的钉扎图象。最强的钉扎中心出现在尺寸较大的Y_2BaCuO_5(211)第二相粒子周围。     

IBM公司对高温超导的研究

为了补充贝德诺兹和缪勒在高温氧化物超导领域的开创性工作,设在约克敦高地和西班牙阿尔马登的IBM研究室对整个超导领域作出了贡献。在材料方面的工作有:YBa_2Cu_3O_(7-x)相的鉴别、分离和结构特征;La_2CuO_4的超导电性和抗铁磁性的检测;采用电子束淀积和等离子溅射方法制备的、转变温度高于77K的YBa-CuO薄膜的淀积。性能鉴定工作有:用红外对超寻能隙的测量;隧道效应的测量;迈斯纳及抗磁屏蔽的研究;超导格波的观察;[Cu-O]~+复合体凝聚与Tc的关系和通过光电子发射确定价电子结构。理论工作有:对超导电性提出带间扩散机理;对电子相互作用模型的平均场解;能带结构的计算;晶格参数的准象模型和它们对Tc的影响。人工制造了YBa_2Cu_3O_(7-(?))单晶,并显示了高达70∶1的磁非均匀性。和应用方面有关的工作有:第一个工作在高达68K温度的薄膜SQUID器件,在77K时能承受10~5A/cm~2以上的临界电流的SrTiO_3外延膜,以及采用等离子体测溅沉积而成Tc大于77K的超导涂层。     

高温超导晶界结型红外探测器工作原理

提出了高温超导晶界结型红外探测器在液氮温区可能同时存在测辐射热和光致非平衡两种效应的工作原理,给出了两种效应的响应率计算式,并在实验上研制了性能指标较高的YBa_2Cu_3O_(7-x)红外探测器。