超导相YBa₂Cu₃O_7-d的制备与结构研究

【摘要】 本文按计量式Y_0.334Ba_0.666CuO_3-y制备和得到了题目超导物相的样品。实验中使用柠檬酸为复合剂显著改善了金属氧化物的分散性和超导物相的均匀性。我们发现制备所得样品中,偏离四方晶格愈甚者,其超导性能愈佳。由X射线粉晶衍射数据测定了晶体结构,确认了金属离子的化学计量比和给出了氧原子的位置。正交或假四方晶胞的晶胞参数为a=3.893,b=3.813和c=11.867。晶胞由铜原子占据顶点位置的三个钙钛矿型立方体所组成,二个钡原子居于上层和底层的两个体心位置,而钇原子则占据居中立方体的体心位置。氧原子均占据诸立方体的稜心位置,但001/2处为空位,而01/20处的空位则导致晶格对称性由四方畸变为正交,这一畸变对超导相有深远的影响。钇和钡原子的配位多面体系由立方-八面体所派生的八配位和十配位的多面体,两者分别与移去晶胞中001/2和01/20处的氧原子后的氧多面体相对应。根据键价理论,以Y—O,Ba—O和Cu—O键长为基础,我们合理地论述了,即使在001/2及01/20处氧缺位的情况下,1/200处氧原子的占有率亦将低于1,与晶胞对应的该物相化学式为YBa₂Cu_bO_7-d,0.2<d<0.4,7—d值大于6.5意味着晶胞中顶点位置000处容纳有一定成分的Cu（Ⅲ）或在1/200处含有一定量的O-离子。更多还原