Pb、La掺杂Bi2201相高质量单晶的生长和表征

自助熔法从富Ｂｉ２Ｏ３ 的Ｂｉ１ ．８ ＋ ｘＰｂ０ ．２Ｓｒ１ ．６５Ｌａ０ ．３５ＣｕＯｙ（ｘ＝ ０ ．１ ,０ ．２,０ ．３ ,０．４ ,０ ．５） 熔体中生长出了高质量的Ｐｂ、Ｌａ 掺杂的Ｂｉ２２０１ 相大单晶,最大尺寸达８ ×４ ×０ ．０５ｍｍ３ ．在生长单晶时不同程度过量的Ｂｉ２Ｏ３ 用作助熔剂,最佳助熔剂含量以及最佳温度控制过程被确定．通过单晶的（００ｌ） ＸＲａｙ 衍射和摇摆曲线以及电子衍射对一块尺寸为４ ×１ ．６ ×０ ．０３ｍｍ３ 的高质量单晶做了结构表征．由试验发现从富Ｂｉ２Ｏ３ 的熔体中生长高质量Ｂｉ２２０１ 相大单晶的关键是合适的助熔剂含量和温度控制过程     

过量La掺杂的Bi—2201单晶的超导电性

在极度Ｌａ掺杂的Ｂｉ２Ｓｒ２－ｘＬａｘＣｕＯ６＋ｙ单晶中发现Ｔｃ高达３６Ｋ的超导相。Ｘ射线衍射（ＸＲＤ图和劳埃斑点实验都显示单晶具有很好的质量。ＥＤＸ分析结果和由ＸＲＤ得到的单晶ｃ轴长度均证实单晶处于极度Ｌａ掺杂的区域。一般来说，处于如此高Ｌａ掺杂区域的Ｂｉ－２２０１体系不表现出超导电性。因为我们的样品曾在Ｏ２中６８０℃退火１０小时，而且极度Ｌａ掺杂会导致长程反铁磁有序背景。所以我们将这种高Ｔｃ的     

Bi—2201单晶调制结构的X射线衍射观测

本用Ｘ射线的方法对Ｂｉ－２２０１大片超导单晶的调制结构进行了研究，在衍射谱中，除了００１的主衍射峰外，还出现了一系列卫星峰。由这些卫星峰的位置可以得到这种单晶的调制波矢ｑ＝０．２０８ｂ＾＊＋０．３６ｃ＾＊。这与用电子显微镜观测的结果基本一致。     

Bi－2201单晶调制结构的X射线衍射观测

本文用Ｘ射线的方法对Ｂｉ－２２０１大片超导单晶的调制结构进行了研究．在衍射谱中，除了００１的主衍射峰外，还出现了一系列卫星峰．由这些卫星峰的位置可以得到这种单晶的调制波矢ｑ＝０．２０８ｂ＋０．３６ｃ．这与用电子显微镜观测的结果基本一致．     

系列退火条件下Bi2201相超导电性的进化

通过对Pb掺杂Bi2201相超导样品进行系列条件下的真空退火处理,固定退火时间,调节退火温度,使得样品氧含量随退火温度升高而降低,从而使样品载流子浓度随退火温度升高而依次降低,进而影响样品超导电性.我们系统研究了退火条件、正常态电阻率和超导电性之间的关联,确定了样品最高超导转变温度的退火条件,讨论了Bi2201相超导样品在系列退火条件下其超导电性的进化,并获得了该体系最高超导转变温度Tconset=43K.     

系列退火条件下Bi2201相超导电性的进化

通过对Pb掺杂Bi2201相超导样品进行系列条件下的真空退火处理，固定退火时间，调节退火温度，使得样品氧含量随退火温度升高而降低，从而使样品载流子浓度随退火温度升高而依次降低，进而影响样品超导电性．我们系统研究了退火条件、正常态电阻率和超导电性之间的关联，确定了样品最高超导转变温度的退火条件，讨论了Bi2201相超导样品在系列退火条件下其超导电性的进化，并获得了该体系最高超导转变温度Tc^cnset=43K．     

掺La的Bi—2201相材料的拉曼散射研究

本利用激光拉曼光谱研究了Ｌａ替代Ｓｒ对Ｂｉ－２２０１相材料的微结构和氧含量的影响。实验表明，随着Ｌａ含量的增加，体系中额外氧增加，晶体的结构畸变加剧，晶格的无序程度增大，本利用调制的晶格失配模型对这种由Ｌａ替代Ｓｒ所造成的结构畸变行为进行了讨论。     

掺La的Bi－2201相材料的拉曼散射研究

本文利用激光拉曼光谱研究了Ｌａ替代Ｓｒ对Ｂｉ－２２０１相材料的微结构和氧含量的影响．实验表明，随着Ｌａ含量的增加，体系中额外氧增加，晶体的结构畸变加剧，晶格的无序程度增大．本大利用调制的晶格失配模型对这种由Ｌａ替代Ｓｒ所造成的结构畸变行为进行了讨论．     

Bi2222相单晶生长的相关问题研究

从名义组份Ｂｉ２．４Ｓｒ２ＰｒＣｕ２Ｏｙ生长出一种新的Ｂｉ２２２２相单晶，其实际组份测定为Ｂｉ２Ｓｒ１．５Ｐｒ２．５Ｃｕ２Ｏｙ．用Ｘ射线衍射对单晶的结构进行了表征，并且研究了该单晶生长中Ｂｉ２２０１和Ｂｉ２２１２相的交生等相关问题．另外，如果从名义组份为Ｂｉ２．４Ｓｒ１．５Ｐｒ２．５Ｃｕ２Ｏｙ出发，得到的却是Ｐｒ２ＣｕＯ４单晶．     

Gd掺杂的Bi系2212相单晶电子状态的X射线光电子能谱研究

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了Bi系纯2212相超导单晶和Gd掺杂的2212相绝缘体单晶的电子状态的区别。实验结果表明Gd掺杂引起超导电性的变化是由于D_2p轨道空穴填充引起。本文还对Cu2p_3/2XPS卫星峰与主峰强度之比(I_s/I_m),Bi-O层性质以及Bi系Fermi能级附近态密度的来源等问题进行了讨论。 关键词：     

Bi系超导相形成的化学动力学研究

用化学动力学探讨了Bi系超导相形成的机理,提出反应活化能是控制超导相形成的关键因素。在纯Bi系2223名义成份下,2212相的形成满足“晶核形成生长”自催化动力学模型,其动力学方程为α_(2212)=1—exp(—k_(2212)t~(2.5))。2223相的形成较好地符合“收缩晶核界面”反应模型,动力学方程为1—(1—α_(2223))~(1/3)=k_(2223)t。以0.35molPb替代Bi后,2212相形成的动力学规律没有本质改变,但是2223相的形成表现出区域反应的自催化效应,其相应的动力学方 关键词：     

Bi系超导体高T_c相的形成机制

本文研究Bi系超导体高Tc(2223)相的形成机制。提出Bi系氧化物超导体高Tc相的形成过程是:首先Sr-Ca-Cu氧化物(Ca_(0.85)Sr_(0.15)CuO_2)与低Tc(2212)相反应形成高Tc相的核,然后样品内2223相核通过象结晶学中晶体生长那样的方式长大成2223相晶粒。2223相成核过程中Sr-Ca-Cu氧化物的形成途径有两条:一条是通过固相反应从Ca_2CuO_3和SrCaCu_5O_8的平衡中形成;另一条是通过液相反应从2212相,Ca_2PbO_4和CuO之间的反应直接形成。固相反应的速度远小于液相反应的速度,从而2223相核的形成速度在液相反应下得到加快。通过高Tc相的形成机制,提出Pb对Bi系超导体高Tc相形成的作用是:它只加速2223相的成核,而对2223相的成长不起作用。最后利用2223相形成机制,烧制出具有织构的样品。     

Bi系高温超导体中2212相和2223相的性质分析

本文对 Bi 系中可能存在一种 T_c>100K 的2212相作了进一步的论证.化学分析显示普通的2212相中 Cu~(3+)含量为～10%,而2223相和 T_c>100K 的2212相中 Cu~(3+)的含量却大于30%.从 DTA-TG 实验中观察到普通2212相和2223相失去晶格氧的量为0.8%,而含 T_c>100K 的2212相的样品失去晶格氧的量为～2%,说明这种2212相受氧含量影响更大.文中还介绍了一种简易判断样品中是否存在2223相和普通2212相的经验方法.     

掺Ba对Bi系2212相超导电性的影响

研究了掺Ｂａ对Bi₂Sr_2-xBa_xCaCu₂O_y（０≤ｘ≤０．１５，０．３）单晶和多晶样品超导电性的影响，结果表明，有少量Ｂａ^２＋离子进入了超导相，且有固溶度极限．对于２２１２相单晶，ｃ轴参数和Ｔ_c均随Ｂａ含量增加而增加；对于慢冷多晶样品，掺Ｂａ可明显提高Ｔ_c；然而对于淬大多晶样品，Ｔ_c没有明显变化，用掺Ｂａ 关键词：     

Bi系超导体高Tc相的形成机制

本文研究Bi系超导体高T_c(2223)相的形成机制。提出Bi系氧化物超导体高T_c相的形成过程是:首先Sr-Ca-Cu氧化物(Ca_0.85Sr_0.15CuO₂)与低T_c(2212)相反应形成高T_c相的核,然后样品内2223相核通过象结晶学中晶体生长那样的方式长大成2223相晶粒。2223相成核过程中Sr-Ca-Cu氧化物的形成途径有两条:一条是通过固相反应 关键词：     

热处理条件对Bi系2223相超导体的相结构和Tc的影响

采用两次烧结的固相反应法,制备了高质量的名义组分为Bi_(1.92)Pb_(0.37)Sr_2Ca_2Cu_(3.03)O_y的2223单相多晶样品,其零电阻温度为107K。研究了烧成温度和冷却速率对样品的单相性和T_c的影响。结果表明,烧成温度对样品的单相性起决定作用,冷却速率对其影响不大。但是烧成后冷却速率的变化可以使2223相的T_c至少在10K的范围内移动。缓慢冷却使其T_c向高温移动,这与通常在2212相中见到的移动相反。T_c的变化主要归因于超导体中氧含量的变化,而氧含量、载流子浓度、T_(co)以及正常态的电阻行为等因素之间存在密切相关。当样品充分吸氧过程基本完成后,冷却速率的变化,对样品的颗粒T_c影响很小,但对体T_c仍有一定影响。     

Bi2201体系中Raman散射、微结构和输运性质研究

利用Ｘ－光衍射,电子衍射,Ｒａｍａｎ散射和电阻率等手段对多晶样品Ｂｉ１．８Ｐｂ０．２Ｓｒ２Ｃｕ１－ｘＦｅｘＯｙ,Ｂｉ１．８Ｐｂ０．２Ｓｒ１．６＋ｘＬａ０．４－ｘＣｕ１－ｘＦｅｘＯｙ的结构和性能进行了研究。结果表明：Ｂｉ２２０１体系的调制特征与客外氧的多少无关,６２５ｃｍ＾－１附近的Ｒａｍａｎ峰受‘电荷转移’效应和调制结构变化的显著影响,晶体的微结构变化强烈影响体系的超电性和输运性质。     

缺Sr的Bi-2201相材料的微结构研究

对名义组份为Bi_2Sr_(2-x)□_xCuO_y(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,其中□为空位)的系列样品的微结构进行了研究。电子衍射的研究表明,缺Sr的Bi-2201相的调制波长随着x值的增加而明显减小。Raman散射结果则显示随着调制波长缩短,晶体的结构畸变加剧,晶格无序度增加。利用调制的晶格失配模型讨论了这种由缺Sr所造成的结构畸变行为,并由此指出在Bi系氧化物中非公度调制与晶格的有序度很可能是相关的,调制波长缩短,晶格无序度增加;反之则减小。 关键词：     

利用压力方法获得高2223相含量的Bi系超导材料

为制备高２２２３相含量的Ｂｉ系超导块材，提出退火处理施以６ＧＰａ高压冷处理的工艺。利用这种方法，可使２２２３相的形成速度得到大加快。从２２１２相出发，经分别为２０小时的退火和缓冷后，样品接近单２２２３相。考察了２２１２相样品退火各阶段的相结构，并粗略地分析２２２３相的生成过程，初步解释了压力处理促进２２２３相生成的相理。基于以上讨论，提出一个制备较高质量Ｂｉ系超导块的方法，其复现率很好。