Bi系超導材料的微結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、在銅基氧化物超導體家族中，Bi系高溫超導體具有不含有毒元素和稀有元素、本征約瑟夫森結(jié)和較好的擇優(yōu)取向等優(yōu)點，一直是凝聚態(tài)物理研究的熱點之一。在Bi系超導家族中，相比于Bi2Sr2CaCuOy（Bi-2212）和Bi2Sr2Ca2Cu3Oy(Bi-2223)超導相，Bi2Sr2CuOy（Bi-2201）相的結(jié)構(gòu)最為簡單，并且具有成相溫度相對較低、成相溫度區(qū)間較寬、穩(wěn)定性較高等優(yōu)勢，但它的超導轉(zhuǎn)變溫度(Tc)很低。已有文獻報道，對Bi-22

2、01超導相進行其他元素摻雜后，由于原子半徑差而產(chǎn)生的晶格畸變，會導致超導臨界轉(zhuǎn)變溫度增大。目前，Ca摻雜是一種有效提高Bi-2201相T。的方法。
　　本論文以Bi2CaxSr2-xCuOy(x=0-1.0)體系高溫超導體為研究對象，利用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微術(shù)(TEM)和X射線能譜(EDS)等測試方法系統(tǒng)研究了Ca摻雜對產(chǎn)物晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)、調(diào)制周期和元素分布的影響，并嘗試利用X射線精修方法研究了Ca在Bi-220

3、1單胞中的占位狀態(tài)。獲得了以下三個方面的結(jié)果:
　　(1) XRD結(jié)果顯示:隨著Ca摻雜量的增加，Bi-2201相晶格常數(shù)a和b變化不大，品格常數(shù)c減小。
　　(2)利用TEM和EDS分別研究了Ca摻雜對Bi-2201的微結(jié)構(gòu)的影響。實驗結(jié)果顯示:Bi-2201相晶胞的調(diào)制波長qb在摻雜濃度x=0.2-0.6之間，調(diào)制波長增大;在摻雜濃度x=0.8-0.9之間，調(diào)制波長qb降低。在Ca(x=0.2)與Ca(x=0.9)對粘制

4、備的截面樣品的[100]晶帶軸的衍射花樣中發(fā)現(xiàn)了單斜調(diào)制矢量。能譜(EDS)結(jié)果表明:Ca0.5樣品的單胞中實際化學計量比與Ca0.5的名義化學計量比基本一致，Bi/(Sr+Ca)=1∶1，且Sr/Ca=3/1。則我們可以推測:在Bi2Sr1.5Ca0.5CuOy體系中，單胞中Sr/Ca=3/1。
　　(3)X射線精修結(jié)果表明:假設(shè)Ca原子進入Bi-2201相單胞中只替換Sr位原子，當Sr/Ca=3/1時，并以此為結(jié)構(gòu)模型模擬了一