论文部分内容阅读
R-214体系因其结构及载流子类型的特色，在高温超导铜氧化物研究领域中占据着重要地位。本论文的工作是应用高温高压手段，制备了R2CuO4+δ、La2-xSmxCuO4、Se掺杂R2CuO4系列样品。研究该体系中T-T相间转化问题，以及探索T相R2CuO4化合物的氧掺杂、硒掺杂导致的物性变化规律。
通过分析T相层间受力情况，推导出适用于T相容忍因子的计算公式：t=[rR+rO]/(δ·[rCu+rO])。当t＞1时，表示结构中R-O层对Cu-O层的拉伸，此时，T相处于稳定状态；当t～1时，常压下不能形成T相，暗示着O-O层阴离子(O2-)之间斥力的产生将会导致T相晶格不稳定。混合稀土La2-xSmxCuO4容忍因子的计算结果与实验数据吻合。
对高压增氧T相R-214进行了物性测试。结果发现增氧不能使T相超导，而得到R2CuO4+δ(R=Nd，Sm…Tm等)共有的低温铁磁性现象。这个低温铁磁现象不是由稀土离子的磁性引起的，而是由于增氧在结构中生成了铁磁性团簇。实验结果显示，在没有顶角氧的T相中引入额外氧较困难。
对La2-xSmxCuO4(0≤x≤2.0)的研究表明，常压合成样品中可以清晰地观测到T相(x＜0.2)，T相(x＞1.0)和两相共存(0.2＜x＜1.0)。压力作用及增氧都实现了随Sm浓度的增加而发生的T相向T相的转变。高压后，样品的密度增加，并且压力扩大了T相的范围。实验数据表明，在高压条件下，增氧易于形成T相结构。高压增氧使T相样品电阻明显减小，并在0≤x≤0.5范围内超导。
分析了高压硒掺杂对Sm2CuO4和Sm1.85Ce0.15CuO4电输运性质的影响。结果表明，随着硒名义含量的增加，两种材料都发生金属-绝缘体转变。没有经过还原处理的Sm1.85Ce0.158CuO4样品，在硒含量为0.3时出现超导。结合光电子能谱等实验结果，认为，高压下，Se与样品环境周围的氧发生反应，生成SeO2，形成弱还原气氛，产生诱发Sm1.85Ce0.15CuO4超导发生的条件。