YBa2Fe3O8+w的制備技術(shù)以及摻雜效應(yīng)研究.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)超導(dǎo)體YBa2Cu3O7-δ(YBCO)的研究比較多，然而對(duì)與其結(jié)構(gòu)很相近的YBa2Fe3O8+w(YBFO)的研究非常少，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有這方面的研究。YBFO不但可能是制備YBCO涂層導(dǎo)體很好的緩沖層材料，而且它也可能是一種具有良好性能的功能材料，YBFO具有弱磁性中的反鐵磁特性。所以，無(wú)論在理論上還是在實(shí)際應(yīng)用上，對(duì)YBFO的研究都非常有意義。
　　本文通過(guò)探索YBFO的制備工藝以及該體系的摻雜效應(yīng)，為進(jìn)一步深

2、入認(rèn)識(shí)這種具有123體系的三層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的YBFO提供有價(jià)值的參考。為此，本文按照以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究：YBFO的制備方法；YBFO的Ba位進(jìn)行堿土金屬Ca與Sr摻雜；YBFO的Y位進(jìn)行稀土元素RE(La，Pr，Gd)摻雜；YBFO的Fe位進(jìn)行過(guò)渡金屬Co摻雜、Ni摻雜、Mn摻雜等方面內(nèi)容。具體來(lái)說(shuō)，有以下幾個(gè)方面：
　　在YBFO的制備方面，本文根據(jù)固相反應(yīng)法和液相反應(yīng)法的基本原理，在不同的實(shí)驗(yàn)條件下，制備了多種YBFO樣品。通

3、過(guò)優(yōu)化制備條件，獲得了較為完整的YBFO實(shí)驗(yàn)室制備工藝，這為大規(guī)模生產(chǎn)YBFO提供了有價(jià)值的參考。論文在制備過(guò)程中注重采用比較的方法，并著重總結(jié)各種樣品的實(shí)驗(yàn)條件，即首先運(yùn)用固相法探索實(shí)驗(yàn)條件，然后在此實(shí)驗(yàn)條件下采用液相法制備多種高純度的YBFO樣品。在制備出純相YBFO之后，本文還對(duì)YBFO的結(jié)構(gòu)特性、電性質(zhì)、磁阻效應(yīng)等性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)量和研究。采用液相法制備高純度YBFO的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了本文采取的研究思路切實(shí)可行。
　　在YBFO的

4、Ca與sr摻雜效應(yīng)研究方面，考慮到Sr摻入YBFO可能存在兩種情況，本文首先力求制備出含盡可能少雜質(zhì)相的(Y1-xCax)Ba2Fe3O8+w(YCBFO)、YBa2-xSrxFe3O8+w(YBSFO)和(Y1-xSrx)Ba2Fe3O8+w(YSBFO)樣品，然后采用X射線衍射分析YCBFO和YBSFO的結(jié)構(gòu)特性，研究并討論了它們的電性質(zhì)及磁性質(zhì)，比較了YBFO的這兩種堿土金屬摻雜效應(yīng)的異同點(diǎn)。
　　在YBFO的稀土La、Pr

5、、Gd的摻雜研究方面，本文分別討論了YBFO摻雜稀土元素的目標(biāo)產(chǎn)物制備、以及La、Pr和Gd的摻雜效應(yīng)。并對(duì)REBa2Fe3O8+w(RE=Y，La，Pr，Gd)的物理性質(zhì)進(jìn)行了綜合分析比較，研究了YBFO摻雜過(guò)程中新相產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理。
　　在YBFO的過(guò)渡金屬Co的摻雜方面，采用YBa2(Fe1-xCox)3O8+w(YBFCO)通式。發(fā)現(xiàn)Co在YBFO中的固溶限x約為0.5、Co摻雜導(dǎo)致YBFO的晶胞參數(shù)變小、Co可任意取代Y

6、BFO中的Fe位。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，Co較適應(yīng)于YBFO的八面體和四方錐體配位。并對(duì)YBFCO的電性質(zhì)及磁阻效應(yīng)等性質(zhì)展開(kāi)研究。
　　在YBFO的過(guò)渡金屬Ni和Mn的摻雜方面，采用YBa2Fe3-xTRxO8+w(TR=Ni，Mn)通式。觀察到Ni和Mn在YBFO中的固溶限x約為0.3，Ni與Mn摻雜均進(jìn)入YBFO的Fe子晶格，導(dǎo)致其晶胞參數(shù)變小，通過(guò)對(duì)比Co、Ni和Mn的電阻率隨溫度變化的曲線，分析了YBFO分別摻雜這些過(guò)渡金屬后的