非理想第二类超导体磁通蠕动的计算模拟研究

本文用Ｃ语言模拟了非理想第二类超导体内的磁通蠕动过程．通过数值计算,给出了样品局部的磁滞回线及恒定外场下的ｂｌｏｇｔ曲线,指出局部磁滞回线对外场变化速度的依赖,还探讨了非均匀钉扎势和自组织临界态模型对磁通蠕动模拟结果的影响     

弱场下熔融织构YBa_2Cu_3O_(7-δ)样品局域磁通蠕动的实验研究

利用半导体霍尔探头测量法在液氮温度下研究了低场下圆柱状熔融织构YBa2 Cu3O7-δ样品的局域磁通蠕动行为 .对瞬时加减场样品端面局域磁场的磁弛豫 ,磁滞回线以及不同扫场速率下局域磁场的变化进行了测量 ,观察到了对数时间磁弛豫的行为 ,发现由加场和去场数据所得的激活能U0 有明显的不同 .磁滞回线测量中 ,局域点的磁场随外场几乎同步变化 ,不同扫场速率下局域磁场随外场变化的差别不大 .实验结果表明 ,外场除对样品侧面外 ,对端面也有明显的穿透 .所得U0 的不同来源于磁通线与ab平面的位置关系 .实验结果表明弱磁场下的磁测量有可能进一步发展成为获得样品的钉扎特性的简单而有效的方法     

磁通钉扎效应浅释

第二类超导体中,晶体缺陷与磁通线之间的相互作用力能阻滞磁通线的自由运动,叫做对磁通线的钉扎力.晶体缺陷叫做钉扎中心,简称钉点.每个钉点的钉扎力叫元钉扎力(f).单位体积中所有f的矢量和叫宏观钉扎力密度,简称宏观钉扎力(F).设单位体积中元钉扎力为fi的钉点有ni个,则　　　　.由于fi及F的存在而导致的一切宏观不可逆性质,如临界电流,磁滞现象,交流损耗等等都是“钉扎效应”的表现.对钉扎效应的理解包括元钉扎力f的产生及它们与宏观钉扎力F的关系.在对所有fi求和而得到F的问题中又与磁通线阵的性质有关.所以影响第二类超导体中宏观钉扎…     

掺氟高T_cBi(Pb)SrCaCuO大块超导体的“不可逆线”和磁通蠕动

实验研究了掺氟 Bi(Pb)SrCaCuO 大块超导体的磁化、不可逆线和磁通蠕动行为.实验结果表明,掺氟不仅提高了 T_c,而且导致某些新的行为,并有增强磁通钉扎的迹象.讨论了不可逆线和钉扎势.     

非理想平面散射中心的磁通钉扎

本文提出了一个二类超导体中电子散射磁通钉扎的非理想平面模型。此模型比现有的理想化模型更接近实际情形。计算了此模型下的δK/K及一个刚性磁通线阵所受的钉扎力。在所得的结果中,散射平面厚度、散射几率及杂质含量对钉扎力的影响与实验结果符合较好。 关键词：     

第Ⅱ类超导体中磁通运动的低频电压噪声研究

用有限温度下的分子动力学方法模拟二维无序钉扎磁通系统的低频宽带电压噪声.计算了磁通运动的电压噪声谱密度，研究了宽带噪声（BBN）随驱动电流、钉扎强度和温度的变化规律.BBN随钉扎强度的增加而增大，反映了BBN是磁通运动受体钉扎阻碍而产生的内部耗散. BBN随温度的升高而减小，表明热运动部分抵消了体钉扎以及磁通之间相互作用，软化了磁通线格子，使磁通运动BBN减小.以上结论与实验相符，并能解释磁通运动的微观图像. 关键词： 第Ⅱ类超导体 电压噪声 动力学模拟     

YBa_2(Cu_(1-x)Sn_x)3O_(7-y)超导体的磁弛豫和钉扎

我们制备了一组 YBa_2(Cu_(1-x)Sn_x)_3O_(7-y)多晶超导样品,在77K 时测量了它们的磁滞回线和增场磁弛豫率,计算了它们的钉扎势 U_0结果表明,在相同制备工艺条件下,掺锡样品的钉扎势比不掺锡(x=0)样品的高.结合 TEM、X-射线衍射和喇曼谱分析结果,我们认为YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体中的位错不是主要钉扎中心,掺锡样品中的β-Sn 正常粒子可能是有效的钉扎中心.     

NbTi超导体的F_ρ和J_c与片状α-Ti沉淀相间相互关系

本文提出了由Matsushita强钉扎统计理论和G-L近似下的局域自由能密度函数导出的具有片状α-Ti沉淀的NbTi超导体的磁通钉扎力和临界电流密度的表达式。在该式中,F_ρ和Jc是导体内α-Ti体积分数的上升函数,并与a-Ti片厚度的平方根成正比。当外加磁场的平均磁通线间距近似等于片状α-Ti的平均间距时,F_ρ和Jc具有极大值。计算值与实测值颇为一致。     

Pr离子缺陷对Bi-2223/Ag带材磁通涡旋运动的影响

Pr部分替代Ca可以在Bi-2223的超导层中引起局域缺陷(简称Pr离子缺陷),本文分析了不同含Pr量的Bi-2223/Ag带材在垂直于带面的外场下电阻转变特性,研究了其磁通钉扎势垒的变化规律.结果表明:Pr离子缺陷显著提高了Bi-2223带材的磁通钉扎势垒(U).不同含Pr量样品的磁通钉扎势垒(U)均满足U/(1-T irr/Tc0)(1/Hα的规律,其不同α值反映了样品中不同的磁通蠕动方式.在不含Pr离子缺陷的样品中,磁通主要以双弯结的方式进行蠕动, 含Pr离子缺陷的样品中磁通蠕动主要以直接剪切的方式进行.     

无序超导体磁通运动的两次退钉扎效应和重新进入超导相

考虑平面内和不同平面磁通之间的相互作用力，计算了无序各向异性超导体中磁通运动的平均速度、微分电阻随驱动力F_l的变化规律，用层间关联函数C_z的值来判断2D塑性流动和3D关联流动的运动图像.观察到随着外驱动力的增大微分电阻出现两个尖峰，它对应着磁通运动存在两次退钉扎现象.在一定层间耦合条件下，在微分电阻双峰之间，可观察到重新进入微分电阻为零的钉扎相.这与最近实验上新发现的无序弱钉扎超导体有重新进入超导相的巨大峰值效应相吻合.同时，也可发现随着驱动电流的增大，磁通运动出现由2D塑性流动到3D弹性流动的相变，这一维度的变化对应着微分电阻dV/dI曲线中的二次峰位置. 并证明当层间耦合(即代表磁场的大小)在一定范围时，3D-2D相变对应的临界电流随磁场的增大而增大, 反映了第二磁化峰附近的磁通格子软硬度改变的微观图像. 关键词： 第Ⅱ类超导体 磁通线格子 钉扎 峰值效应     

烧结Bi(Pb)SrCaCuO大块超导体的磁通蠕动

实验研究了 Bi(Pb)SrCaCuO 大块超导体在77.3K 下,50—2000Oe 磁场范围的磁通蠕动速率以及在150Oe、300Oe 磁场下磁通蠕动速率与温度的关系.并估算了它的磁通钉扎势,在77.3K 下,磁通钉扎势符合 U_o∝H~(-α)关系,且在50—800Oe 磁场范围α=0.87;在800—2000Oe 磁场范围α=0.28;在一定磁场下,液氮温度以上磁通钉扎势 U_o 随温度的升高而减小.     

区域熔炼法制备YBa_2Cu_3O_(6+x)的非对数磁弛豫

考虑到有效钉扎势U(J)与临界电流密度的非线性关系,将U(J)展开为三级泰勒级数,最后推导出一个普遍适用于描述高温超导体磁弛豫的等温衰减方程,并用这一方程研究了具有高J_c,强钉扎的区域熔炼法制备YBa_2Cu_3O_(6+x)的磁弛豫,而且对目前被普遍采用的几个钉扎模型进行了讨论. 关键词：     

磁通密度对第Ⅱ类超导体磁通动力学的影响

计算了二维无序钉扎系统中磁通运动的平均速度、微分电阻、纵向电压噪声和静态结构因子.通过在不同磁通密度下的磁通运动形式,给出了磁通运动的动力学相图.研究表明,磁通晶格存在钉扎相、塑性流相、近晶流相,和运动玻璃相.在运动玻璃相中,随着驱动力的进一步增加,横向玻璃态和运动Bragg玻璃态相继出现.磁通密度增大有利于有序相的出现.当磁通密度增大到一定程度时,近晶流动相会消失.磁通运动随着外加驱动电流增大发生从塑性流动相到运动玻璃相的转变 关键词： Ⅱ类超导体 磁通动力学 运动玻璃     

EuBa_2Cu_3O(7-δ)陶瓷超导体临界态磁通蠕动

本文用振动样品磁强计分别以增加外磁场和退外磁场两种情况在77K 研究了 EuBa_2-Cu_3O_(7-δ)单相多晶超导样品磁化强度弛豫行为.发现两者有显著区别.我们又用实验结果求导了样品钉扎势 U_0 和磁通束尺度参量随外场变化规律,其数值表明样品钉扎势 U_0 随外场B 变化关系仍可用 U_0-1/B~α函数关系表示.     

弱场下熔融织构YBa2Cu3O7-δ样品局域磁通蠕动的实验研究

利用半导体霍尔探头测量法在液氮温度下研究了低场下圆柱状熔融织构YBa₂Cu₃O_7-δ样品的局域磁通蠕动行为.对瞬时加减场样品端面局域磁场的磁弛豫,磁滞回线以及不同扫场速率下局域磁场的变化进行了测量,观察到了对数时间磁弛豫的行为,发现由加场和去场数据所得的激活能U₀有明显的不同.磁滞回线测量中,局域点的磁场随外场几乎同步变化,不同扫场速率下局域磁场随外场变化的差别不大.实验结果表明,外场除对样品侧面外,对端面也有明显的穿 关键词： 局域磁通蠕动 激活能 磁弛豫     

高温超导体的临界电流测量问题

在超导体磁通钉扎、蠕动和流动的框架下研究了磁通蠕变、磁通流动对传输方法和磁迴线方法测定的临界电流的影响及其与真实的脱钉临界电流的关系.所得的结果能够解释不同实验方法所测得的临界电流间的差异.     

磁性Gd3+离子对Chevrel相超导体PbMo6S8的临界电流和输运性质的影响

采用高温固态反应和均衡热压方法相结合,我们制备了一系列Gd掺杂的Chevrel相GdxPb1-xMo6S8超导样品.为了研究掺入的磁性Gd3+离子对于磁通线的钉扎作用和对临界电流及其它性质的影响,我们系统地测量了样品的电阻率,热电势,比热和临界电流密度.同时,我们计算了磁性Gd3+离子与磁通线之间的相互作用和这种作用可能导致的磁通钉扎及对临界电流的影响,并与实验结果进行了比较.结果显示除非Gd3+离子的分布是非常不均匀的,Gd3+离子所引起的钉扎是不重要的.另一方面,热电势和电阻率等输运性质及比热的结果显示由于Gd3+取代了Pb2+使载流子浓度降低了.载流子浓度的降低进而引起其它超导参数如热力学临界场Bc的变化,导致钉扎势的减小,最终降低了临界电流.     

高温超导体磁通钉扎和磁通动力学研究简介

超导态是一个宏观量子相干态,其载流子是库珀对.在没有外加磁场和电流的时候,这些库珀对的运动行为用统一的波函数ψ=ψ0eiφ进行描述,其相位φ在宏观尺度上是相同的.当磁场低于一定值的时候,在超导体的边界处穿透深度内会出现一个屏蔽电流来对抗外磁场的侵入,样品处于迈斯纳态.然而,当磁场超过一定值的时候,磁场会进入到超导体中,迈斯纳态被破坏掉,在超导体内形成超导区和正常区及其相应的界面.根据此时这个界面处能量的正负,把超导体分成Ⅰ类和Ⅱ类超导体,分别对应正和负界面能.目前发现的绝大多数超导体都是Ⅱ类超导体,因为界面能为负值,因此进入到超导体的磁场会分离成最细小的单元,以保证最大的界面面积,降低系统能量.该最小的磁通束被称为磁通量子,其磁通量是Φ0=h/2e(h为普朗克常数, e为电子电量).这些磁通线之间有一定的排斥力,因此它们会形成点阵.当外加输运电流的时候,这些磁通线会受到一个洛伦兹力作用而运动,但是运动就会造成能量的损耗,超导体就会因此失去电阻为零的优良品质.通过在超导体中引入一些缺陷、杂质或位错,就可以把磁通钉扎住,超导体仍然可以有零损耗特性,而这个特性可以用于超导体的强电应用.本文将对磁通钉扎和磁通动力学及其研究方法做一点简单介绍.     

超导线的表面区域处理提高其磁场下的输运能力

对超导体在外磁场中的特性进行了归纳,外磁场在超导体中有磁场穿透深度限制,超导体表面有超导壁垒效应和表面钉扎作用,造成了外磁场在超导线表层密度最大而芯部没有磁通穿过.表面钉扎和壁垒效应存在的竞争主要集中在表面刺入超导体的柱形空穴.为了提高超导线在外电场中的输运能力,在制备上常用提高钉扎性能,而这也有阻碍电流的作用,对超导线芯部区域没有提高钉扎作用的必要,反而因为它有害于电流传输.根据这些理论尝试设计出多层结构的超导线,内芯是致密的净超导体晶体结构,外面是与磁场穿透深度厚度相同的一层掺杂、取代等作用提高钉扎性能的外场渗透层,在超导材料表面与包套材料之间是纳米修饰或者其他手段提高表面钉扎能力的连接层,减少连接层的垂直超导线的柱形纳米空穴可提高壁垒效应.这种结构因为减少了常规制备中不考虑内部没有磁通而仍然有钉扎处理材料对载流子的散射作用,这种结构使超导线的输运能力得到了一定提高.     

区域熔炼法制备YBa_2Cu_3O_(6 x)的非对数磁弛豫

考虑到有效钉扎势U(J)与临界电流密度的非线性关系,将U(J)展开为三级泰勒级数,最后推导出一个普遍适用于描述高温超导体磁弛豫的等温衰减方程,并用这一方程研究了具有高J_c,强钉扎的区域熔炼法制备YBa_2Cu_3O_(6 x)的磁弛豫,而且对目前被普遍采用的几个钉扎模型进行了讨论.