激光照射下高Tc超导体YBCO陶瓷的迟滞效应

发布时间：2018-01-06 20:25

本文关键词：激光照射下高Tc超导体YBCO陶瓷的迟滞效应　出处：《河南师范大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：光对高温超导材料的作用一直是科学界近年来的一个研究热点。基于YBa_2Cu_3O_(7-δ)较高的超导转变温度(YBa_2Cu_3O_7的T_c=93 K),以及非理想第二类超导体所特有的高临界磁场和高临界密度,而且制备工艺安全、简单,性价比高等优点,人们对于YBCO材料光响应的的研究热情日益增加。本文选择富氧YBa_2Cu_3O_(6.96)陶瓷样品作为研究对象,样品通过传统的固相反应法制备得到,在对样品进行晶体结构和表面形貌分析后,用Versalab系统对紫光激光(λ=405 nm)照射下样品的电阻以及伏安特性曲线进行测量,研究了光对富氧YBa_2Cu_3O_(6.96)陶瓷样品的作用效果,研究内容主要包括以下几个方面:首先研究了光对富氧YBa_2Cu_3O_(6.96)陶瓷样品电阻的影响。发现激光照射情况下,样品正常态电阻随着光照强度的增大而线性增大,并具有破坏超导体超导电性的作用,使超导体的转变温度向低温区移动并出现超导展宽现象。在样品温度降低的过程中样品电阻在超导转变温度附近出现跳跃现象,而且在光斑位置不变的情况下,电阻发生跳跃的温度点T_(peak)不受光照强度的影响,在实验所用激光器的光强范围内,样品电阻发生跳跃前后的电阻差ΔR随光照强度的增大而增大。只有当样品温度降低至T_(peak)以下时,其电阻随温度降低过程中才会发生跳跃现象,而且在升温过程中,电阻随温度升高而增大并出现迟滞现象。此时,样品具有比降温过程中较大的电阻值和较低的转变温度,直至样品温度升高至256 K以上时,两个过程中样品电阻达到相同的值,而此时样品内迟滞效应仍然存在,直至样品温度升高至265 K时,样品内部的迟滞效应才开始逐渐消失,最终在275 K时完全消失。样品电阻在降温过程中的跳跃现象与样品内的迟滞效应密切相关,随着样品内部迟滞效应的逐渐消失,样品电阻随温度降低的变化中才会出现跳跃现象且跳跃现象也越来越明显。其次研究了富氧YBa_2Cu_3O_(6.96)陶瓷样品的光伏效应及其迟滞效应,通过测量光照下样品的I-V特性曲线与无光照情况下进行对比、分析最终得出结论。超导体与Ag电极间存在界面势,光照下超导体内产生的光生电子——空穴对在内建电场作用下分离开来形成光生电流,由此产生的电势正是我们所测到的开路电压V_(oc),300 K时系统内建电场由Ag电极指向超导体,而50 K时系统内建电场由超导体指向Ag电极。在光照样品正极电极附近的情况下,样品在300K时获得负的V_(oc),而在50 K时将获得正的V_(oc)。样品|V_(oc)|随着温度降低的变化过程中存在跳跃现象,并与电阻发生跳跃现象的温度点相同。升温过程中V_(oc)也同样存在迟滞现象,并具有较降温过程中明显的光伏效应,直至样品温度升高至约276 K以上时,两个过程中获得的V_(oc)达到相同值,276 K与测量光照下样品电阻变化时所观察到的迟滞效应完全消失的温度基本一致。通过系统的实验测量,可以断定激光照射情况下观察到的超导体电学特性和光伏特性中的迟滞效应为超导体内部的本质属性,光照并不是这种迟滞效应的诱因,而是将它放大并反应在样品电阻及V_(oc)随温度的变化曲线中。实验结果为进一步探究YBCO超导体的性能机理提供了新的思路和方法。而且YBCO超导体电阻在超导转变温度附近迅速以及显著的光响应也为其在光敏器件领域的应用奠定了基础。
[Abstract]:In this paper , the effect of light on the resistance of YBCO material has been studied . The effect of light on the resistance of YBCO sample is studied by means of traditional solid - phase reaction . A positive V _ ( oc ) is obtained at 50 K . As the temperature decreases , the temperature of V _ ( oc ) reached the same value when the temperature of the sample is increased to above about 276 K . The experimental results provide a new idea and method for further exploring the performance mechanism of YBCO superconductor . The experimental results provide a new idea and method for further exploring the performance mechanism of YBCO superconductor . The YBCO superconductor has a fast and remarkable optical response near the superconducting transition temperature , which lays a foundation for its application in the field of photosensitive devices .

【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.1

【参考文献】