Bi2201和Bi2212相超導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)及超導(dǎo)電性的幾個(gè)研究.pdf

1、本論文從高溫超導(dǎo)銅氧化物的晶體結(jié)構(gòu)出發(fā)，做了如下相關(guān)研究：(1)以元素?fù)诫s為主要手段，對(duì)Bi2201相的微結(jié)構(gòu)及超導(dǎo)電性進(jìn)行了研究，獲得了一些有意義的結(jié)果；(2)通過(guò)氣相輸運(yùn)插層化合反應(yīng)成功制備了IxBi2212和(HgI2)xBi2212插層化合物，進(jìn)而制備出納米Bi2212相粉體；(3)成功制備了高溫超導(dǎo)Bi2212相和鐵磁LCMO相兩相復(fù)合的系列陶瓷樣品，就鐵磁性LCMO相對(duì)Bi2212相超導(dǎo)電性的影響進(jìn)行了研究。 第一章

2、：綜述了高溫超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)20年來(lái)研究的進(jìn)展情況，主要包括高溫超導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)、電子相圖、正常態(tài)的反常輸運(yùn)性質(zhì)(電阻率、熱電勢(shì))、磁性質(zhì)、以及高溫超導(dǎo)體的元素替代效應(yīng)。通過(guò)本章的介紹，我們將對(duì)高溫超導(dǎo)電性有一個(gè)概括的了解。 第二章：研究了不同退火條件下Bi2201相超導(dǎo)電性的進(jìn)化。通過(guò)對(duì)Pb摻雜Bi2201(Bi1.8Pb0.2Sr2CuOy)相超導(dǎo)樣品進(jìn)行系列條件下的真空退火處理，固定退火時(shí)間，調(diào)節(jié)退火溫度，使得樣品氧含量隨退火溫

3、度升高而降低，從而使樣品載流子濃度隨退火溫度升高而依次降低，進(jìn)而影響樣品超導(dǎo)電性。我們系統(tǒng)研究了退火條件、正常態(tài)電阻率和超導(dǎo)電性之間的關(guān)聯(lián)，確定了樣品最高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的退火條件，討論了Bi2201相超導(dǎo)樣品在系列退火條件下其超導(dǎo)電性的進(jìn)化，并獲得了該體系退火條件下最高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tconset=43K。 第三章：研究了稀土元素Ce/Eu共摻雜對(duì)Bi2201體系微結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)電性的影響。XRD結(jié)果表明，樣品Bi1.6Pb0.4Sr2

4、-x(Ce1-yEuy)xCuOz在摻雜量x=0.1時(shí)成單相，當(dāng)x=0.2時(shí)，會(huì)有雜相出現(xiàn)；隨著Eu摻雜量的增加及相應(yīng)Ce摻雜量的減少，晶胞參數(shù)a，b稍有增大，晶胞參數(shù)c則顯著增大；樣品的晶胞參數(shù)a、b和c隨著摻雜量y的增加均發(fā)生連續(xù)性變化，這與Raman和IR光譜的變化是一致的。電阻率測(cè)量表明，隨著Eu摻雜量的增加，樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tconset可以提高到21K，Ce摻雜對(duì)超導(dǎo)電性有一定的抑制作用，而Eu摻雜卻能夠改善超導(dǎo)電性，其中

5、Tconset隨Ce/Eu摻雜量的變化可以用電荷轉(zhuǎn)移模型進(jìn)行合理解釋。 第四章：通過(guò)氣相輸運(yùn)插層化合反應(yīng)成功制備了高溫超導(dǎo)Bi2212(Bi2Sr1.1La0.4Cai.5Cu2Oy)相的碘插層化合物IxBi2212，進(jìn)而制備出碘化汞插層化合物(HgI2)xBi2212。在此基礎(chǔ)上，對(duì)碘化汞插層化合物(HgI2)xBi2212在丙酮溶液中進(jìn)行超聲剝落，成功制備出了高溫超導(dǎo)Bi2212相的納米粉體。我們利用XRD和SEM對(duì)樣品進(jìn)行

6、了相分析和表征，并就樣品制備技術(shù)過(guò)程和納米Bi2212相粉體的應(yīng)用作了討論。 第五章：成功制備了由高溫超導(dǎo)Bi2212(Bi2Sr1.1La0.4Cai.5Cu2O8+δ)相和鐵磁LCMO(La2/3Ca1/3MnO3+δ)相兩相復(fù)合的系列陶瓷樣品。復(fù)合陶瓷樣品的相分析表明無(wú)雜相生成，電阻率～溫度曲線顯示出鐵磁性LCMO相對(duì)Bi2212相超導(dǎo)電性有顯著抑制作用，隨LCMO相含量增加，復(fù)合樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低，進(jìn)而失去超導(dǎo)電