稀土元素取的Y2Ba4Cu7O14+ 高溫超導體之高壓合成與特性鑑定

Abstract

本研究係利用高壓固態法合成（Y1-xRx）2Ba4Cu7O14+ （R=La,Tb,Yb,Lu）與（ Y0.9R0.1）2 Ba4Cu7O14+（R=La,Nd,Gd,Yb,Lu）等兩系列超導體衍生物。我們試圖由 稀土離子取代之研究，探討：（一）離子取代對Y2Ba4Cu7O14+（Y247）結構及超導性 之影響。（二）探討並建立R2Ba4Cu7O14+（R247,R=La,Tb,Yb,Lu）之合成條件及途徑 之基礎。 本研究發現：Yb,Lu,Tb與La對Y247中Y原子之取代極限分別為50％，30％，＜20％及 ＜10％。前兩者中，Y247相之氧含量、臨界溫度、晶格常數隨稀土離子取代量增加而 縮小，而超導相變始末臨界溫差（ Tc）則呈遞增之趨勢。此外，（Y1-xYbx） 2Ba4Cu7O14+系列樣品在100∼300K之常態磁化率（X）對溫度變化，可以用 Curie-Weiss定律加以描述，所求得之有效磁矩亦在合理範圍內。在（Y0.9R0.1） 2Ba4Cu7O14+（R=La,Nd,Gd,Yb,Lu）系列中，我們發現：在氧含量變化甚小的條件下 ，10％R3+離子之取代，造成其Tc隨R3+半徑遞減遞增之現象。此外，我們亦合成了 PrBa2Cu4O8與Pr2Ba4Cu7O14+（Pr247），並對Pr247相進行了磁場依存磁化率對溫度 關係量測，以進一步了解Pr247相之磁性。