Bi-,2-Sr-,2-CaCu-,2-O-,y-及其雙摻雜的粉體制備研究.pdf

1、由于Bi系高溫超導(dǎo)體系(Bi-Sr-Ca-Cu-O)和錳氧化物體系(La-Ca-Mn-O或La-Sr-Mn-O)這兩種體系都來源于ABO<,3>的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，都屬于強關(guān)聯(lián)體系，并且這兩種體系的母體化合物都是反鐵磁絕緣體，隨著空穴摻雜的增多，都會發(fā)生絕緣體一金屬轉(zhuǎn)變等，因此不少專家認為高溫超導(dǎo)(HTS)和超巨磁電阻(CMR-)效應(yīng)有相似甚至是相同的物理起源?；谏鲜鲈?，本文研究了Bi<,2>Sr<,2>CaCu<,2>O<,y>(Bi-

2、2212)超導(dǎo)粉末的溶膠-凝膠法合成以及La、Mn摻雜對其結(jié)構(gòu)的影響，為Bi系高溫超導(dǎo)體和錳氧化物體系的復(fù)合及相關(guān)物理性能研究奠定了基礎(chǔ)。 本文中首先采用了以乙二胺四乙酸(EDTA)為絡(luò)合劑的溶膠一凝膠法成功地合成了Bi<,2>Sr<,2>CaCu<,2>O<,y>(Bi-2212)超導(dǎo)粉末，通過添加乙二醇、改變焙燒溫度和焙燒時間，來研究這三個工藝條件對Bi-2212的影響。分析表明：乙二醇的添加，有利于提高四方結(jié)構(gòu)Bi-221

3、2的相純度，而且也有利于晶粒的長大；同時焙燒溫度的增加或焙燒時間的增加，都有利于提高晶粒的二維特性和單胞的結(jié)構(gòu)完整性。 其次，在以850℃/10h條件下制備的Bi-2212超導(dǎo)粉末為基礎(chǔ)，通過逐步摻雜La，Mn原子，以討論摻雜的影響。通過XRD和 TEM的研究表明，對樣品(Bi<,1-x>La<,x>)<,2>Sr<,2>CaCu<,2>O<,y>，進行摻雜時，在x=0.3時，Bi-2212的相純度最高；La的摻雜使得Bi-22

4、12的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生局部畸變，由四方結(jié)構(gòu)變?yōu)檎唤Y(jié)構(gòu)，并伴有正交結(jié)構(gòu)Bi-2223的出現(xiàn)，但正交結(jié)構(gòu)的Bi-2212和Bi-2223的晶格常數(shù)a都明顯變大。而對樣品(Bi<,0.7>La<,0.3>)<,2>Sr<,2>Ca(Cu<,1-x>Mn<,x>)<,2>O<,y>進行摻雜時，隨著摻雜量的增加，出現(xiàn)了 La<,0.5>Ca<,0.5>MnO<,3>相，這主要是由于Bi<'3+>的孤對電子6s<'2>引起的。樣品的超導(dǎo)結(jié)構(gòu)在摻雜量x