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本文用正电子湮没寿命谱方法对采用固态反应法制备的YBa2Cu3-xMxOy(M=Zn,Ni)样品进行了系统研究,明确了在以上两种体系中两寿命解谱所得的各正电子湮没寿命参数的指认,结合替代对R-T特性的影响,对以上体系中各正电子寿命参数随替代含量的变化进行了初步的解释。主要结果如下:
1.在小替代含量下,两种体系均获得了纯单相样品,但替代使样品的晶格常数发生了一定的畸变,并影响样品的正常和超导态电阻特性。
2.正电子寿命参数τ1为体湮没和单空位捕获态湮没正电子的综合贡献,τ2可理解为空位团,微空洞中的捕获态湮没寿命。无替代样品中正电子主要探测CuO链上的氧空位区,Zn和Ni替代离子的引入使部分正电子转而探测CuO2面。
3.替代元素Zn的引入使部分电子局域于Zn替代离子周围,造成电子浓度的局部提高和CuO2面电子浓度的不均匀,同时使蓄电库层和CuO2面之间有较大规模的电荷转移,从而导致正电子寿命的减小。在少量Zn替代情况下,替代Zn离子周围局域电子浓度较大;Zn替代含量的增大伴随着其周围电子浓度变化区的扩展和其中电子浓度的减小。CuO2面载流子的不均匀分布以及蓄电库层和CuO2面层之间的电荷转移将是引起超导电性退化的因素之一。
4.CuO2平面中的Ni替代区同样存在电子的局域化问题;另一方面,Ni替代有较大的晶格驰豫效应,可能造成蓄电库层和CuO2面层之间的电荷转移,改变CuO2面和CuO链的电子结构,从而影响到样品的正常和超导态特性。
5.Zn和Ni替代所引起的局域电子密度的变化和电荷转移是引起超导电性退化的原因之一,同时不能排除磁拆对等其他机制的影响。