YBCNO中相变、超导转变温度和结构块的关联

摘要

用热重分析,扫描量热分析,直流磁测量和变温X-射线衍射对固态反应法制作的YBa2Cu3-xNixO7-δ(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)多晶样品进行了物性分析和Rietveld拟合。热分析发现熔化前在400℃和850℃分别存在2个相变,仔细测量得出相变发生时随掺杂量增加,失重量和吸热量减少,超导转变温度Tc降低。结合YBCO中氧扩散机制和块模型,相变机理解释如下:400℃的相变直接来自于岩盐块,对应于正交-四方转变的起点;850℃相变对应于正交-四方转变的终点,此时Cu(2)-O面中的O(2)和O(3)重排,一些O通过O(4)桥原子进入O(1)位,最后逸出晶胞,因而850℃相变与钙钛矿关系密切。拟合结果证实了这点。钙钛矿块和岩盐块的块间结合能计算表明:随掺Ni量增加,块间结合能升高,Tc降低。说明局域结构变化对超导电性和热性能具有独特的影响。