实用的高Tc超导特性测试仪的研制

研制了实用的高温超导材料电阻-温度特性测试设备.该设备利用液氮容器梯度温度法控制温度,釆用四探针法利用温差电偶测试超导的转变温度,最后利用计算机采集与样品相连的电压表和与温差电偶相连的电压表数值,最终实现超导材料的电阻-温度特性的测量.     

超导体电输运及交流磁化率双模式测量系统研制

介绍了一种基于小型制冷机的超导转变温度电输运和交流磁化率双模式单腔测量装置。该装置包括电输运法测量和交流磁化率法测量两部分,分别实现对高温超导薄膜样品的超导转变温度的测量。电输运法测量部分利用四点法测量原理对超导薄膜的电阻进行测量,获取电阻随温度变化的曲线;同时利用电流换向法消除热电势带来的测量误差,以进一步提高测量的精度。交流磁化率法测量部分利用的是电磁感应原理和超导磁效应。该部分包含有初级线圈和次级线圈,超导样品放置于两线圈之间。初级线圈用于产生交变激励磁场,次级线圈的输出信号反应了超导样品磁化率的变化,其输出信号由锁相放大器获取。测量过程中使用计算机自动记录测量数据。     

Ag-Bi高温超导线材转变温度的测量

介绍了 Bi系银包套高温超导线材的电阻温度特性 ,用测电阻和电磁感应两种方法分别测量了材料的超导转变温度 ,电磁感应法测量曲线上台阶的出现表明材料中 Bi(2 2 2 3)和 Bi(2 2 12 )两相的存在。     

在小型制冷机中测量薄片交流磁化率以决定超导转变温度的装置

本文介绍了一种利用电磁感应原理和超导磁效应,在小型制冷机中测量超导体转变温度的装置.本装置包括密闭的真空室、压缩制冷机、真空泵、真空计、锁相放大器、温控仪、计算机、线圈绕组.其中,线圈绕组置于真空室内,由初级线圈和次级线圈组成,初级线圈和次级线圈分别绕制在两个线圈骨架上;被测超导薄片材料放置于初级线圈和次级线圈之间;压缩制冷机用来为超导材料制冷;真空泵用来对真空室抽真空;温控仪用来测量和控制真空室内的温度;锁相放大器为初级线圈提供交流电压信号,并测量次级线圈的电信号以得到交流磁化率值;计算机记录温控仪测得的温度数据和锁相放大器测得的次级线圈的电压信号,并显示锁相放大器测得的次级线圈的电压信号随温度变化的曲线.实验证明该装置可以通过测量超导体交流磁化率的变化测得超导转变温度,具有自动化测量及测试成本低等特点.     

YBa2Cu3O7-δ薄膜微结构的同步辐射三维倒空间扫描研究

高温超导薄膜因其微波表面电阻低,可用于尖端高温超导微波器件的制作.然而由于高温超导材料特殊的二维超导机制和极短的超导相干长度,高温超导材料的微波表面电阻对微结构特别敏感.为了探究高温超导材料微结构和微波电阻的联系,采用脉冲激光沉积(PLD)技术在(001)取向的MgO单晶衬底上生长了不同厚度的YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)薄膜.电学测量发现不同厚度的样品超导转变温度、常温电阻差别不大,但超导态的微波表面电阻差异很大.同步辐射三维倒空间扫描(3D-RSM)技术对YBCO薄膜微结构的表征表明:CuO₂面平行于表面晶粒(c晶)的多寡、晶粒取向的一致性是造成超导态微波表面电阻差异的主要原因.     

Φ3英寸双面超导薄膜Jc均匀性测量

临界电流密度Jc是评价超导薄膜质量的重要参数之一.采用Jc测量装置可以准确、快速、无损检测Φ2～3英寸双面膜的Jc均匀性.该装置是利用高温超导薄膜的超导转变对线圈内感应电压产生的变化这一原理,测量线圈由初级和次级组成.所用信号频率为20kHz.次级信号在同样频率下由锁相放大器检测.测量过程全部由计算机控制.对于超导微波滤波器应用所要求的高质量Φ2～3英寸双面超导薄膜材料,必须具有高的Jc和低的Rs值.采用该装置测量超导薄膜的Jc均匀性,与Rs对应关系进行分析,将有助于超导薄膜的质量控制.     

高温超导转变温度电输运测量的影响因素研究

介绍了一种基于小型制冷机的高温超导转变温度测量装置,并且探究了在这套装置基础上进行实验所需要的测试条件。实验包括三项内容:(1)比较了电流换向法、三点Delta法以及偏置欧姆法三种消除热电势的方法,并最终决定采用适合本装置的电流换向法进行测量;(2)对通入样品的测试电流大小对测试的影响进行了研究,进而确定了进行高温超导材料转变温度测试时所通入电流的范围;(3)对钇系和铊系两种高温铜氧化物超导体进行反复测量,确定最大重复性误差小于0.4K。     

大面积超导膜均匀性测量装置

本报道由感应法测量大面积高温超导膜均匀性的装置，其特点是探头可以在液氮温区进行两维移动，从而对大面积膜的不同区域进行测量以达到均匀性测量的目的。测量包括超导转变温度Ｔｃ及临界面电流密度Ｋｃ的测量。     

化合物La3Co的超导电性与磁场的关系研究

我们报告稀土化合物La3Co的单晶样品在不同的磁场中的电阻率随温度变化的测量结果,从而得出该材料的超导转变温度随磁场的变化关系,超导转变温度随磁场的增大而降低.我们认为这是由于磁场的加大使电子间的相互作用增强,同时减弱了材料中的有效电子(3d、4f)的转移作用.     

高温超导磁体低温氦气冷却系统设计及性能试验

高临界温度的超导材料的出现,使得使用高于液氦温度的低温氦气来冷却高温超导磁体的冷却系统有着广泛的应用前景。设计了一种高温超导磁体低温氦气循环冷却系统,并进行了相关性能试验。结果表明,系统使用温度范围广,可对多种不同临界温度的高温超导磁体进行冷却;系统控温精度较高,为高温超导磁体在特定温度下的性能研究提供了条件;指出了影响系统性能的关键问题。     

Measurement of improved pressure dependence of superconducting transition temperature

We describe a technique for making electrical transport measurements in a diamond anvil cell at liquid helium temperature having in situ pressure measurement option, permitting accurate pressure determination at any low temperature during the resistance measurement scan. In general, for four-probe resistivity measurements on a polycrystalline sample, four fine gold wires are kept in contact with the sample with the help of the compression from the soft solid (usually alkali halides such as NaCl, KCl, etc.) acting as a pressure-transmitting medium. The actual pressure on the sample is underestimated if not measured from a ruby sphere placed adjacent to the sample and at that very low temperature. Here, we demonstrate the technique with a quasi-four-probe resistance measurement on an Fe-based superconductor in the temperature range 1.2–300 K and pressures up to 8 GPa to find an improved pressure dependence of the superconducting transition temperature.     

高功率LED热特性测试方法研究与应用

叙述了利用动态电学测试方法测量高功率LED热阻和结温的原理、试验装置、测量步骤和影响测试结果的因素.研究结果表明,该方法具有测试结构简单、稳定性高等特点,可作为高功率LED热阻和结温的一种测试方法.     

Possible Evidence for Spin-Transfer Torque Induced by Spin-Triplet Supercurrents

The mutual interplay between superconductivity and magnetism in superconductor/ferromagnet heterostructures may give rise to unusual proximity effects beyond current knowledge. Especially, spin-triplet Cooper pairs could be created at carefully engineered superconductor/ferromagnet interfaces. Here we report a giant proximity effect on spin dynamics in superconductor/ferromagnet/superconductor Josephson junctions. Below the superconducting transition temperature T_C, the ferromagnetic resonance field at X-band(~9.0 GHz) shifts rapidly to a lower field with decreasing temperature. In strong contrast, this phenomenon is absent in ferromagnet/superconductor bilayers and superconductor/insulator/ferromagnet/superconductor multilayers. Such an intriguing phenomenon can not be interpreted by the conventional Meissner effect. Instead, we propose that the strong influence on spin dynamics could be due to spin-transfer torque associated with spin-triplet supercurrents in ferromagnetic Josephson junctions with precessing magnetization.     

Disorder driven superconductor-insulator transition in inhomogenous d-wave superconductor

We study the effect of disorder on the superconductor-insulator transition in an inhomogeneous d-wave superconductor using the kernel polynomial method. As the Bogoliubov-de Gennes equations of the two-dimensional square lattice are solved self-consistently for the cases with more than 100000 unit cells, it is possible to observe the spatial fluctuations of the superconducting order parameters at the nanoscale. We find that strong spatial fluctuation of the superconducting order parameters can be introduced by disorder, and some superconducting specific order parameters are even enhanced. Moreover, we find that some isolated superconducting "islands" can survive the strong disorder, giving a boson insulator with some localized Cooper pairs. Our numerical calculations predict the existence of two sequential transitions with the increasing disorder strength: a d-wave to s-wave superconductor transition, and then an s-wave superconductor to insulator transition. The possibility of the appearance of a metallic phase between the superconducting and insulating phases is excluded by performing the lattice-size scaling of the generalized inverse participation ratio. In addition, we also discuss the effect of disorder on the optical conductivity of the d-wave superconductors.     

超导薄膜磁场穿透深度的双线圈互感测量

磁场穿透深度是联系超导体宏观电动力学与微观机制的重要物理量,其精确测量对于研究超导机理以及探索超导应用具有重要意义.在众多的磁场穿透深度测量方法中,双线圈互感法具有测量精度高、技术相对成熟、对样品没有破坏等优点,可被用于细致地研究超导薄膜的磁场穿透深度对温度、掺杂、外延应力等参量的依赖关系.本文首先简要介绍了双线圈互感法的基本原理,指出该方法的测量精度主要受系统几何参数及薄膜边缘漏磁的影响;之后对自主设计搭建的透射型双线圈互感装置进行了系统的校验,并详细说明了其测量精度:对于厚度为100 nm,穿透深度为150 nm的典型薄膜样品,穿透深度绝对值的测量误差小于10%;最后通过测量NbN超导薄膜的磁场穿透深度进一步检验了装置的精度,分析表明穿透深度的测量值与文献报道结果符合.     

MgB2超导圆线基底交流损耗的计算分析

二硼化镁(MgB2)超导体在非铜氧化物陶瓷超导体中具有最高临界转变温度,给超导应用带来了新的契机.铁与镁不反应,且价格低廉,在需要热处理的超导成材工艺中,常常采用铁作MgB2的基底;然而,这种高磁导率的材料有可能增大基底的损耗.本文采用有限元分析软件ANSYS计算了工频下不同材料基底超导圆线传输交流的基底损耗,分析了基底损耗与电流大小、基底厚度之间的关系,对双层基底的损耗也进行了研究.本文的结果对于适当选取截面尺寸、基底材料和工作电流以期减小交流损耗,具有一定参考意义.     

低温下质子辐照对Y-Ba-Cu—O和La-Sr-Cu-O性质的影响

使用外延YBa₂Cu₃O₇薄膜,测量了低温下(液氮或液氦温度)质子辐照对样品输运性质的影响。不仅观察到由低温辐照引起的样品超导转变温度T_c下降及电阻率P上升,还观察到dp/dT的上升和发生金属至非金属的相变。经室温热循环的样品显示出强烈室温退火效应。近60％由辐照引起的样品电阻升高和T_c下降可以得到恢复,并可伴随发生非金属至金属的相变,在La-Sr-Cu-O薄膜的低温辐照实验中观察到了类似的室温退 关键词：     

MgB_2超导体块材的高压合成

利用高压烧结的方法成功地合成出块状MgB2 超导体。所获得的样品具有良好的单相性。低温磁性测量实验和电阻测量实验均表明样品具有高于 39K的超导转变温度。实验结果表明 ,高压合成是制备和研究MgB2 新型金属间化合物超导体的一种非常有效的手段