【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜氧化物超导体的制备，具体涉及一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法。
技术介绍
1、铜氧化物高温超导体是凝聚态物理领域的研究热点之一，其复杂的相图和超导机理受到广泛关注。掺杂效应在铜氧化物超导体中扮演关键角色，微小的掺杂量变化可显著改变其物理性质。另一方面是母体类型的不同会造成电子-空穴掺杂的不对称性，这不利于在铜氧化物超导体中实现超导机理的统一。为深入探索超导机理，需要广泛研究掺杂量对莫特绝缘体性质的影响。铜氧化物高温超导体的母体由金属阳离子和铜酸阴离子构成，晶体结构为层状钙钛矿结构，主要是由超导基元cuo2面以及其它提供电荷的库电层组成。未掺杂时呈现绝缘体性质，但通过空穴或电子掺杂可实现高温超导。根据载流子类型可分为空穴掺杂和电子掺杂，cuo2面层数可变化；根据阳离子种类又包括la系、y系、bi系等。
2、在铜氧化物高温超导体中，掺杂效应一直是一个极为重要的研究方向，因为它对超导电性的产生发挥着重要的作用，也造就了众多奇特的物理性质。掺杂效应促使cuo2导电层的载流子浓度发生变化，主要通过两个途径实现：首先是通过改变氧含量，在体系中引入浓度为x的o2-离子缺陷，导致导电层产生2x浓度的电子掺杂；其次是通过阳离子替代，例如在la2cuo4体系中，用浓度为x的二价sr2+或四价ce4+取代原来的三价la3+，导致费米能级附近的导电层电子(或空穴)向导带边缘移动，从而在cuo2层引起浓度为x的空穴(或电子)掺杂。因此，la2-xsrxcuo4(lsco)被归类为空穴型超导体，而la2-xcexc
3、在铜氧化物超导体中，当从绝缘体母体逐渐掺杂到出现超导的过程中，发生绝缘体-金属转变，这一现象存在两种主流观点：演生机制和刚性机制。演生机制认为掺杂不改变体系的化学势，但会导致上下哈伯德带发生态密度转移，形成演生的低能态，这一观点得到了扫描隧道谱仪(sts)实验结果的支持。而刚性机制则认为化学势会随着空穴或电子的掺杂而向下或向上移动哈伯德带。对于这两种观点，目前尚无定论。
技术实现思路
1、专利技术目的，本专利技术针对上述技术问题，提供了一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法。有效解决的在生长铜氧化物超导体材料过程中依赖高压技术这个困难，大大减小生长成本，为铜基超导的材料生长提供了新思路。具有高临界参数的铜氧化物超导体，拥有重要的工业应用前景。
2、技术方案，为实现上述目的，本专利技术提供了一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，所述铜氧化物超导体的结构式为sr0.2ca1.8cuo3单晶，该单晶制备方法包括以下步骤：
3、s1、在充满氩气氛围的手套箱中按照预设比例称取对应的bi2o3、srco3、cao、cuo粉末；
4、s2、将步骤s1称取的氧化物粉末依次均匀平铺在50ml的氧化铝坩埚中，并在氧化铝坩埚顶部覆盖盖子；
5、s3、在步骤s2氧化铝坩埚盖子上放置一个与0.234±0.02n/cm2的压力系数对应的重物；
6、s4、将步骤s2的氧化铝坩埚和步骤s3施加压力的重物一起放入箱式炉内，加热至990℃，并保持8.5h，冷却后得到sr0.2ca1.8cuo3超导单晶。
7、进一步的，步骤s1中，对应的bi2o3、srco3、cao、cuo粉末不能研磨，按照顺序依次平铺在氧化铝坩埚中，不搅拌，且bi2o3粉末在最下面，作为助熔剂；根据化学反应，并通过烧结后反应得到目标产物。
8、进一步的，化学反应的化学方程式如下：
9、
10、进一步的，所述bi2o3、srco3、cao、cuo比例为2:2:1:2。
11、进一步的，步骤s4中在空气氛围下，首先以80℃/h缓慢升温至990℃烧结8.5h，再以0.5℃/h缓慢降温至790℃，再以40℃/h降温至590℃，随后炉冷却至室温。
12、有益效果，与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益技术效果：
13、(1)本专利技术以高纯度特定比例的bi2o3、srco3、cao、cuo粉末为原料，在小压力下采用助熔剂法直接合成sr0.2ca1.8cuo3单晶。相比利用高压技术生长样品，可以有效节约成本，为铜氧化物超导体生长提供新思路，具有重要的工业应用前景。
14、(2)利用本专利技术得到的单晶超导转变温度较高，单晶质量与高压生长的样品基本无差异。
15、(3)本专利技术提出的超导材料在输电、磁悬浮列车及微电子器件等领域具有很重要的应用价值，制备过程简单且成本低。本项专利技术选用ca2cuo3绝缘体进行掺杂，通过sr2+取代ca2+进行调控，以实现绝缘体的高tc超导性。这一创新不仅有助于深化理论认识，同时对高温超导材料在工业上的应用具有重要意义。
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1.一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，所述铜氧化物超导体的结构式为Sr0.2Ca1.8CuO3单晶，该单晶制备方法包括以下步骤：
2.根据权利1要求所述的一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，步骤S1中，对应的Bi2O3、SrCO3、CaO、CuO粉末不能研磨，按照顺序依次平铺在氧化铝坩埚中，不搅拌，且Bi2O3粉末在最下面，作为助熔剂；根据化学反应，并通过烧结后反应得到目标产物。
3.根据权利2要求所述的一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，化学反应的化学方程式如下：
4.根据权利要求1或2或3所述的一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，所述Bi2O3、SrCO3、CaO、CuO比例为2:2:1:2。
5.根据权利1要求所述的一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，步骤S4中在空气氛围下，首先以80℃/h缓慢升温至990℃烧结8.5h，再以0.5℃/h缓慢降温至790℃，再以40℃/h降温至590℃，随后炉冷却至室温。<...
【技术特征摘要】
1.一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，所述铜氧化物超导体的结构式为sr0.2ca1.8cuo3单晶，该单晶制备方法包括以下步骤：
2.根据权利1要求所述的一种常压制备具有高临界温度铜氧化物超导体的方法，其特征在于，步骤s1中，对应的bi2o3、srco3、cao、cuo粉末不能研磨，按照顺序依次平铺在氧化铝坩埚中，不搅拌，且bi2o3粉末在最下面，作为助熔剂；根据化学反应，并通过烧结后反应得到目标产物。
3.根据权利2要求所述的一种常压制备具...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，王锦，韩佳，吴传易，陈晨，
申请(专利权)人：浙江光电子研究院，
类型：发明
国别省市：
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