由于低的各向异性和在磁场中有良好的钉杂属性，Y-123型超导体(例如RBa2Cu3O7-δ其中R是稀土元素)是最有实际应用前景的一类超导体。实际应用中，临界电流密度的提高是最重要最具有挑战性的问题之一。迄今为止，通过引进钉扎中心做了很多尝试来解决这个问题。据报道，钉扎中心的最理想尺寸是和关联长度ξ相当，高温超导体的关联长度大约接近纳米量级。化学掺杂或添入杂质相的方式可望提高高温超导体的临界电流密度Jc。　　 本论文主要采用X射线衍射实验技术，结合超导量子干涉仪、扫描电子显微镜以及四探针方法等测量手段，研究了掺杂、杂质相添入对YBa2Cu307-δ结构、超导性和临界电流密度的影响。主要获得了如下结果：　　 (1)用固相反应方法制备Cu位Gd掺杂的YBa2Cu3-xGdxO7-δ(0≤x≤0.15)(YBCGO)系列样品.当x≤0.04时，晶格常数a，b，c和晶胞体积均随x的增加而增加；当x>0.04，晶格常数和晶胞体积随掺杂量的增加而减小。我们发现：当x<0.04时，Gd更容易替代CuO2面内的Cu(2)位；当x>0.04时，Gd开始替代Cu-O链的Cu(1)位.超导转变温度Tc和零电阻转变温度T0都随着掺杂量的增加而减小.但是当x>0.04时自旋隙温度Ts明显随着掺杂量的增加而增大。我们认为当x>0.04时，Gd3+替代Cu(1)位的Cu+后的反铁磁关联的大部分磁性贡献有助于自旋配对和库珀对的形成，导致自旋隙打开温度随着掺杂量的增加明显增大。　　 (2)在以前对钇钡铜氧Ba位和Cu位Gd掺杂的研究基础上，我们继续研究了Gd的Ba位和Cu掺杂对Y(Ba1-xGdx)Cu3O7-δ和YBa2Cu3-xGdxO7-δ的Jc的影响。随着掺杂量的增加，Tc逐渐减小，Jc分别在x=0.05和x=0.03有最大值。掺杂样品Jc的特征主要来自于两个方面因素：Gd3+离子形成的有效的钉扎中心和超导转变温度Tc的减小。　　 (3)高温超导中由于Se很难掺入晶胞中，Sc在YBCO的掺杂很少讨论。我们制备了Y1-xSexBa2Cu3O7-δ(0≤x≤0.15)系列样品.随着Sc掺杂量的增加，晶格常数a，b，c稍微有所增大.我们发现Sc元素同时替代Y位和CuO2面上的Cu(2)位。样品的超导转变温度Tc随着掺杂量的增加曲折变化，总体趋势是减小。随着掺杂量的增加，样品的临界电流密度Jc上下振荡地变化，分别在x=0.03和x=0.1有极大值.我们认为Sc对Cw(2)的替代使得钇钡铜氧晶胞参数增加和Tc下降。超导电性的变化、钉扎中心的形成和晶界都对Y1-xScxBa2Cu3O7-δ Jc的特征行为产生了重要影响。　　 (4)Gd2O3添加到YBa2Cu3O7-δ粉末的样品通过固相反应法制备得到。YBa2Cu3O7-δ+xGd2O3体系中的钇钡铜氧晶胞参数和体积在x=0.01有最大值。随着添加物的增加，超导转交温度Tc和零电阻温度T0逐渐减小而超导转变宽度△Tc明显地增大。在YBa2Cu3O7-δ+xGd2O3系统中临界电流密度Jc在x=0.1有最大值。磁场下。YBCO中Gd2O3的添加明显提高Jc.钇钡铜氧中纳米尺度的Gd2O3颗粒充当有效的钉扎中心。Jc的特征行为可能来自于两种效果同时作用的相互平衡。一种是超导电性的变化，另一种是纳米范围内空间分布的非均匀性。　　 (5)BaCuO2杂质相的添入对钇钡铜氧的结构、超导电性和临界电流密度产生的影响.当x<0.05时，随着杂质相含量的增加，钇钡铜氧晶胞参数和体积增加：当x>0.05时，钇钡铜氧晶胞参数和体积随着掺杂量的增加而减小。样品的超导转交温度Tc随BaCuO2含量的增加而减小.对于某一固定的磁场，钇钡铜氧的临界电流密度Jc在x=0.05有最大值.两相多晶样品YBa2Cu3O7-δ+x BaCuO2Jc的特征行为可能来自于两种效果同时作用的相互平衡。一种是超导电性的减小，另一种由磁场导致的真实钉扎中心的形成。