量子涨落与过掺杂铜氧化物超导薄膜中的反常两段标度

通过引入虚时间变量,将绝对零度附近的金兹堡−朗道方程推广为一个精确的相对论方程。基于该方程所建立的虚时量子场论,描述过掺杂铜氧化物超导材料在绝对零度附近的量子临界现象。利用虚时量子场论框架,理论推导出在La_(2-x)Sr_(x)CuO_(4)超导薄膜的过掺杂区域所观测到的零温超流相位刚度与相变温度之间的反常两段标度,且理论计算结果与实验测量值吻合良好。该研究推测:处于绝对零度附近的过掺杂超导薄膜中,零温相干长度与相变温度也服从一个两段标度,理论得到的两个临界指数1和1.34有待实验的检验。

电子型掺杂铜氧化物超导体准粒子激发谱研究

文中工作采用t-t-′t″-J模型研究了电子型掺杂铜氧化物超导体在超导序和反铁磁序共存情况下的准粒子激发谱,分别计算了在欠掺杂区、最佳掺杂区和过掺杂区的谱权重,计算结果与角分辨光电子谱实验结果符合较好。

浅析电子型掺杂铜氧化物超导体的退火过程

铜氧化物高温超导体的发现,打破了基于电声子相互作用BCS理论所预言的超导转变温度极限,掀开了高温超导材料探索和高温超导机理研究的序幕.根据掺杂类型的不同,铜氧化物超导材料可以分为空穴型掺杂和电子型掺杂两类.受限于样品,对电子型掺杂铜氧化物的研究工作远少于空穴型掺杂体系.本文简要回顾有关电子型掺杂铜氧化物超导体近期研究成果,通过对比电子型掺杂和空穴型掺杂铜氧化物的相图来阐明电子型掺杂铜氧化物的研究对探索高温超导机理的必要性,并特别针对电子型掺杂样品制备中的关键因素"退火过程"展开讨论.结合课题组最新实验结果和相关实验报道我们发现电子型掺杂铜氧化物超导体在制备过程中除受到温度和氧分压的影响外,退火效果还受到界面应力的强烈调制.在综合考虑样品生长过程中温度、气氛及应力等多种因素的基础上,探讨了"保护退火"方法导致电子型体系化学掺杂相图变化的起因.

电子掺杂铜氧化物超导体在反铁磁态下的化学势

利用电子掺杂铜氧化物超导体的t-t′-t″-J模型,采用奴役玻色子平均场近似方法,计算了在反铁磁态下铜氧化物超导体的化学势分别与掺杂度、温度的关系,最后得到化学势在低温下存在着相变。

锌掺杂LaSrCuO铜氧化物的微结构效应

利用Rietveld方法用X射线衍射数据计算了掺Zn的La1 .85 Sr0 .1 5 Cu1 -yZnyO4的原子结构参数。随着Zn含量的增加 ,晶格常数a ,b增大 ,c下降 ;在Zn含量约 0 15处存在一个从四方到正交的结构相变 ,该相变为二级相变。讨论了Zn掺杂所引起LSCO晶体结构中CuO6 八面体对称性的改变 。

超导外延薄膜YBa_2Cu_3O_(7-δ)的氧化过程研究

通过比较磁控溅射 c取向优质外延膜 YBa2 Cu3O7-δ四周封铟和不封铟样品的低温进氧过程 ,发现氧不能扩散进入封铟样品 ,表明薄膜的自由表面阻碍氧扩散进入 .薄膜的氧化过程中存在两条氧原子流 :主要的氧原子流通过刃位错增强的点阵扩散 ;少量原子流是沿螺位错的螺旋面点阵扩散进入晶粒内 .封铟实验可以区分这两条氧原子流 .

CSD法超导薄膜的形成机制和超导电性研究

利用化学喷雾沉积法(CSD法)在未定向的ZrO_2单晶衬底上获得了零电阻温度高于85 K和转变宽度为2 K、厚度小于5 μm的YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.以XRD、XPS和SEM等手段研究了不同制备条件下薄膜的晶体结构、电子结构和显微形貌,讨论了材料膜形成机制及其与超导电性的关系。

高温超导体组合薄膜和相图表征高通量方法

铜氧化物超导体和铁基高温超导体是已知的两类高温超导体,研究高温超导机理是如今超导领域最具有挑战性的前沿课题.构建高温超导的高维精确相图、寻找决定超导转变温度的关键物理量可以为高温超导机理做好实验铺垫.对于铜氧化物高温超导体,多种自由度的相互关联与耦合使其相图呈现出复杂性与多样性.现有的研究方法在构建高维“全息”相图及获取定量化物理规律等方面面临着难以克服的困难,而材料的高通量制备与表征技术可以在相图空间实现参量的线扫描甚至面扫描,有望快速建立可靠的高温超导高维相图和高温超导关键参量数据库,并从中提取重要的统计物理规律.本文从阳离子掺杂、母体氧掺杂、双电层晶体管(静电场/电化学)、磁场等几个调控维度,回顾了主要基于输运手段获得的铜氧化物电子态相图,介绍了基于脉冲激光沉积技术和分子束外延技术的组合薄膜生长方法以及与之匹配的跨尺度选区输运测量技术,展示了高通量技术在高温超导研究中的初步应用.高通量实验技术与超导研究结合,逐步形成了新兴的高通量超导研究范式,将在构建高维精确相图、突破高温超导机理、推进超导材料实用化等方面发挥不可替代的作用.

高温超导薄膜及器件应用

高温超导 ( HTS)氧化物材料具有层状晶体结构 ,这样它们除了具有较高的超导临界转变温度外 ,还有一些其它的特殊性质 .对这些性质研究利用 ,可使 HTS材料得到广泛应用 ,特别是 HTS薄膜材料 ,现在很多 HTS薄膜器件已得到成功应用 .

超导薄膜最外层结构的研究

日本工业技术院电子技术综合研究所的研究小组,成功准确地得到了在设计涂有高温超导薄膜的电子元件时所不可少的薄膜表面最外层的结构。用超导薄膜夹住绝缘膜的夹层状积层元件,将来可望用作省能超高速元件。但由于界面的最外层结构难以弄清,因此成了元件开发的难点。

短程自旋波:高温超导的潜在机理——该自旋波第一次被显示存在于超导铜氧化物完整的掺杂相图中

自从25年前高温铜氧化物超导体被发现后,理论和实验物理学家一直都在努力理解超导现象背后的机理.该机理是否与传统超导体的机理相似,即一个弱的相互吸引作用就可以将玻色束缚态中的费米电子聚集在一起,然后凝聚成超流体？

铁掺杂GdBa_2Cu_3O_7的化学键性质和Mossbauer谱研究

利用电介质的平均能带模型计算了 Gd Ba2 Cu3O7的化学键参数 ,得到 Cu(1 ) - O键的平均共价性为 0 .41 6,Cu(2 ) - O键的平均共价性为 0 .2 8。应用由共价性和极化率定义的化学环境因子计算了 57Fe在 Gd Ba2 Cu3O7中的 Mossbauer同质异能位移 ,确定了 57Fe在 Gd Ba2 Cu3O7中的价态和占位情况。

铜氧化物超导体中压致超导-绝缘体量子相变

按照固体能带理论,固体的导电性质通常是由其能带结构所决定的.对于具有能隙的绝缘体或半导体,在压力的作用下其能带的展宽可以使能隙闭合,从而使系统发生绝缘体-金属相变,甚至在低温下呈现出超导电性.这种绝缘体-金属相变被称为“威尔森相变”.而“反威尔森相变”,即在压力的作用下产生金属(或超导体)-绝缘体转变是经典理论不能预测或解释的问题.本文将主要介绍最近在空穴掺杂铋系铜氧化物高温超导体中发现的压力导致的超导-绝缘体量子相变,并对其形成机制和生成绝缘相的性质进行了简要讨论.新发现的铜氧化物高温超导体中压致超导-绝缘体量子相变不仅提供了一个强关联电子系统在压力下产生奇异量子态的新范例,也说明了超导与其紧邻量子态在压力调制参量作用下所表现出的“同源性”,这为深刻理解强关联电子系统中超导态与其他各种量子态之间的关系提供了新的实验依据.此外,分析了这种超导-绝缘体量子相变的普适性,并提出了在此方面开展进一步研究的一些关键问题.作者希望通过本文的介绍能使读者对铜氧化物高温超导体中高压导致的超导-绝缘体相变实验研究方面的新进展和其可能存在的普适意义有所了解,同时希望能对高温超导机理的深入理解及为最终高温超导机理问题的解决提供高压实验研究方面有价值的新信息.

超导技术发展小史

20世纪80年代世界上出现了超导热,超导之所以能引起世界各国的如此关注,是因为超导体也和半导体一样,一旦应用到人类生活的各个领域,人类的生活和文明将会为之改观。超导的开发研究被看成是本世纪的一场技术革命。现将超导技术的发展作一介绍:

欠掺杂的氧化物超导体正常态存在超导库珀对

常规超导体的超导态对应于一个能隙，它可保护超导的形成和稳定性．但对于铜氧化物超导体（特别是欠掺杂样品），在远高于超导转变温度上就存在能隙（被称为赝能隙）．关于赝能隙与超导关系的研究激发了许多模型：一类模型将赝能隙与超导隔离开来，认为赝能隙是某些有序相如电荷密度波序与超导相竞争费米面上的态密度，因此超导转变仍然满足BCS相变特性．另一类模型则认为赝能隙对应着与电子配对强度相关的能量尺度，超导转变温度之上有预配好的库柏对，

科学史上千载难逢的年代——世界超导研究的历史性突破

超导研究日新月异的进展,为我们迎来了科学史上的一个干载难逢的年代。然而你是否想知道,超导研究在这一年间的令人头晕目眩的进展是怎样取得的?

日本超导研究的最新动向

近几个月来,低温超导材料领域内发生了一场革命,国内外报刊做了大量报道,陶瓷系新超导体的国际性开发竞争使得临界温度的记录不断刷新。由于高转变温度超导体做为下一代工业材料,有着广阔的应用前景,超导体研究已成为科学技术领域最大的研究课题。日本国内出现了空前的超导体研究热,其动向和特征值得我们研究和分析。

电子对密度论将挑战标准超导理论

标准超导理论认为,超导临界温度取决于电子对互动情况。美国能源部布鲁克海文国家实验室研究人员在《自然》杂志上发表论文称,铜氧化物的超导临界温度是由电子对密度——单位面积上的电子对数量决定的,这一结论对标准的超导理论提出了挑战。

高Tc超导陶瓷材料研究现状

一、高Tc超导材料研究简况自1908年液化氦成功后,人们在实验室里获得了4.2K的极低温环境。1911年Heike Kamerlingth Onnes发现,在液氦条件下,水银中电子可以无阻力(无损耗)的运动。这种现象被称为超导现象。水银是人们发现的第一个超导体。然后又发现许多金属、合金在极低温下也具有超导性。人们首先想到。

超导技术在西德

自从1986年4月柏诺茲和缪勒尔在瑞士的IBM公司实验室发现钡镧铜氧化物材料超导转变温度高达35K以来,在全世界触发了一场超导研究热。1987年超导作为一个新兴的部门诞生了。在美国,里根总统为促进超导研究采取了一系列行政措施;完善反托拉斯法,以便为更多的工业合作创造机会;