外磁场与温度对低温超导光子晶体低频禁带特性的影响

文中用传输矩阵法(TMM)分析了TM波垂直入时,超导光子晶体的低频禁带特性,并讨论了外磁场与温度对禁带的影响.分析结果表明:超导光子晶体存在频率从0开始的低频禁带;当没有外磁场作用时,由于超导中正常态电子的影响,低频禁带的截止频率与温度无关;有外磁场作用时,温度才对截止频率具有可调性.外加恒定磁场时,低频禁带的截止频率随温度升高而减小;而在正常态电子的作用下,温度对处在超导态超导光子晶体禁带截止频率的调节范围相对忽略正常态电子情况下减小.恒温下,通过调节外磁场来控制带隙时,正常态电子的贡献很小可忽略不计;外磁场强度增大禁带截止频率减小.当超导体完全处于正常态时,低频禁带消失.     

背景磁场下Y系超导带材临界电流的测量

高温超导电力装置一般工作于低磁场情况下,测量超导带材在低场下的临界电流特性非常重要.文中通过自行设计的实验平台,采用四引线法对Y系超导带材低场下的临界电流特性进行了测量,得到了带材临界电流随外加磁场变化的曲线,并与Bi系带材低场下的临界电流特性进行比较.     

煤油基Fe_3O_4磁性液体薄层的光学特性研究

为研究煤油基Fe3O4磁性液体在磁场作用下的双折射效应和二向色性特性,根据振荡磁偶极子模型进行了理论分析和模拟计算,并设计了用于测试磁性液体光学特性的实验平台,测量了不同体积密度下的光学特性.通过理论分析和模拟计算发现,不同方向偏振光的折射系数和消光系数随磁场的变化相反,平行偏振光的折射系数和消光系数随外加磁场的增大而...     

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.     

磁场诱导制备Bi-Mn合金的结构和低温磁性研究

系统研究了在外加诱导磁场下制备的Bi-Mn 6%合金的结构和低温磁特性.结果表明,在外加诱导磁场下制备的Bi-Mn 6%合金呈现典型的双相结构和各向异性特征,MnBi相c轴沿外加诱导磁场方向定向排列.发现MnBi相的矫顽力随温度的升高而增大,而饱和磁化强度则随温度的升高而减小.MnBi相的自旋重定向温度TSR随测量磁场的增大逐渐向低温区移动,在高的外加测量磁场下这种自旋重定向特征消失,发现了TSR随外加诱导制备磁场的增大而逐渐向高温区移动.对磁场诱导制备织构化MnBi相和该类材料磁各向异性能的物理机制进行了分析和讨论.     

高温超导体磁通跳跃数值模拟

文中基于超导磁通动力学理论,考虑电磁力与热激活对磁通运动的影响,基本物理模型由等效电阻率随超导体温度和磁场变化的磁通扩散方程,以及比热随超导体温度变化的热传导方程组成。在此基础上,用差分法数值求解了这一复杂非线性系统的磁热耦合控制方程,得到了与实验观测结果基本一致的数值模拟结果。结果还表明：外加磁场变化速度、超导体初始温度以及超导尺寸对于磁通跳跃均产生明显的影响。     

一种行波磁场中高温超导块材的电磁-热仿真方法（英文）

对高温超导块材在行波磁场中的电磁-热特性研究是掌握超导块材在直线电机中良好应用的基础.本文提出一种快速计算的仿真方法,建立了超导块材处于行波磁场中的有限元模型来计算超导块材内的电磁和温度分布.这个模型考虑了超导块材的非线性E-J本构关系及利用磁场强度法来分析行波磁场的频率和幅值对块材内电磁和温度分布的影响,并对提出的新方法与传统方法的计算结果和计算时间进行了对比,发现两种模型的计算结果相同但本文提出的新方法计算时间更短.     

电子型超导材料的超流密度响应

超导电性是凝聚态物理学中研究的热点.超导材料基本构成分为电子型与空穴型.对于空穴型超导材料,其电子配对对称性普遍接受的是具有dx2-y2波对称性;而对于电子型超导材料,电子配对对称性是dx2-y2波对称性还是s波对称性,目前还存在着很大的争议.在线性近似下,dx2-y2波超导体超流密度是温度的线性函数,而s波超导体的超流密度是温度的指数函数.因此通过对超流密度的研究可以明确电子型超导材料的电子配对对称性.本文首先从微观t-t′-t″-J模型出发,通过隶波色子平均场近似,计及反铁磁关联序和超导配对项,得到两带超导哈密顿量,进而推导出两带超流密度.最后验证了电子掺杂型超导体电子配对对称性和空穴掺杂型一样,同样具有dx2-y2波对称性,和早期唯象的两带模型的研究相一致.明确超流密度随掺杂的变化,是两带准粒子随掺杂变化相互作用的结果.     

高温超导块材磁通汇聚效应的数值模拟研究

高温超导块材在零场冷条件下感应产生的涡流可以有效地屏蔽外加磁场, 从而改变空间磁场分布. 通过合理的设计, 该效应可以被用来约束、 聚集磁通, 从而增大局域磁通密度, 对于需要高磁通密度和磁场梯度的应用具有重要意义. 本论文利用基于 H 方程的二维有限元数值模拟, 结合 GdBa2Cu3 O7 -δ 材料实测的Jc (B ,T ) 关系,研究了 GdBa2Cu3 O7 -δ 超导块材的磁通汇聚效果, 分析了超导块材的空间位置、 工作温度及不同外加磁场对其磁通密度放大效果的影响. 结果显示在30 K 的温度下, 外加11 T 的外加磁场时, 可以在间距为2 mm 的两块超导块体间隙获得17.2 T 的磁场, 磁场放大效率达到56 % .     

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．     

铁基超导体Minimum模型中的d波和扩展s波

对比研究了Minimum模型中d-波配对和扩展s-波配对的基本性质.结果表明,超导序参量按类BCS关系随温度变化,重整化参数t对超导有抑制作用,当t足够大时,超导消失,系统进入正常金属相.此外,讨论了超导序参量随不同参量的变化关系.对于d波,系统有稳定态;而对于扩展s波,系统则没有稳定态.     

一种实时测量大尺寸REBCO超导块材三维空间磁场及温度分布的装置北大核心CSCD

由于单畴RE-Ba-Cu-O(简称REBCO,其中RE为稀土元素:Nd,Y,Gd,Sm)超导块材具有较高的捕获磁场和较大磁悬浮力等优良的特点,使得其在超导磁悬浮,超导磁体,储能飞轮等高新技术领域有着广泛的应用前景.然而,REBCO超导块材捕获磁场的高低,不仅与其自身特性有关,还与其磁化的方式有关,即与样品在不同条件下的磁化机制密切相关.为了更好的研究高温超导体在不同条件下的磁化机制和磁化规律,进一步提高REBCO超导块材的捕获磁场强度,我们自主设计并制作了一种可实时测量大尺寸REBCO超导块材三维空间磁场及样品表面温度分布的装置.在液氮温度(77K)下,通过对磁化过程中圆柱状单畴GdBCO超导块材表面中心由内到外不同位置处磁场的测量,获得了样品的三维磁场强度随外加磁场实时变化的动态曲线图,揭示了随外加磁场的变化,GdBCO超导块材体内磁场由外向内逐渐扩散和运动、由内向外逐渐扩散和逃逸的机制,同时,对样品中存在的磁通蠕动规律进行了分析.此外,本装置还可用于对其它设备(如电机等)的动态磁场和温度进行实时测量.     

基于超表面的无磁性材料环行器

目前,广泛应用的环行器均需要铁氧体材料并外加偏置磁场以达到环行效果,具有重量大,对温度敏感等缺点.本文基于透射型相位梯度超表面,利用相位梯度超表面的异常折射特性,基于几何光学原理设计了一种无需铁氧体材料和外加磁偏置的环行器.实验结果说明,在20.8 GHz附近,该器件呈现显著的环行效果.这种环行器重量显著降低,对温度变化不敏感,提供了一种环行器设计的新思路,具有潜在的应用前景.     

一种实时测量大尺寸REBCO超导块材三维空间磁场及温度分布的装置

由于单畴RE-Ba-Cu-O(简称REBCO,其中RE为稀土元素:Nd,Y,Gd,Sm)超导块材具有较高的捕获磁场和较大磁悬浮力等优良的特点,使得其在超导磁悬浮,超导磁体,储能飞轮等高新技术领域有着广泛的应用前景.然而,REBCO超导块材捕获磁场的高低,不仅与其自身特性有关,还与其磁化的方式有关,即与样品在不同条件下的磁化机制密切相关.为了更好的研究高温超导体在不同条件下的磁化机制和磁化规律,进一步提高REBCO超导块材的捕获磁场强度,我们自主设计并制作了一种可实时测量大尺寸REBCO超导块材三维空间磁场及样品表面温度分布的装置.在液氮温度(77K)下,通过对磁化过程中圆柱状单畴GdBCO超导块材表面中心由内到外不同位置处磁场的测量,获得了样品的三维磁场强度随外加磁场实时变化的动态曲线图,揭示了随外加磁场的变化,GdBCO超导块材体内磁场由外向内逐渐扩散和运动、由内向外逐渐扩散和逃逸的机制,同时,对样品中存在的磁通蠕动规律进行了分析.此外,本装置还可用于对其它设备(如电机等)的动态磁场和温度进行实时测量.     

外磁场作用下磁流体薄层的光学特性研究

基于磁流体的微观聚集结构,本文建立了研究磁流体薄层光学性质的模型,运用蒙特卡洛方法模拟计算了磁流体薄层的光谱透射率,并分析了外加磁场对磁流体薄层透射率的影响.结果表明外加垂直于磁流体薄层方向的磁场作用时,磁流体薄层的光谱透射率会随着外加磁场强度的增大而增大.而外加平行于薄层方向的磁场作用时,磁流体薄层的光谱透射率无明显变化,但局部透射率呈现矩形波式的分布.     

超导隧道结临界电流随外加直流磁场变化的实验研究

由于超导隧道结的临界电流对磁场特别敏感,因而可以用磁场来检验隧道结的质量.本文介绍了一种测量隧道结临界电流l_c随外加磁场H变化的装置,它可以使l_c-H关系直接显示在X-Y记录仪上.对于不同尺寸的超导隧道结进行了测试,获得了初步的结果,作了相应的讨论.     

关于超导材料LaNiC_2和CsNi_2Se_2上临界磁场的两带理论研究

本文根据两带Ginzburg-Landau理论对两能隙超导体的上临界磁场进行了研究,得到了上临界磁场随温度变化关系的精确解.并将所得的理论结果与中心对称超导材料CsNi_2Se_2及非中心对称超导材料LaNiC_2的实验数据进行对比,两者符合得极好,充分说明了这两种镍基材料CsNi_Se_2和LaNiC_2的两能隙超导特征.同时理论分析结果也说明两带Ginzburg-Landau理论对描述中心对称和非中心对称的两能隙超导体均适用.     

双能隙介观超导体的涡旋结构模拟

本文运用了含时Ginzburg-Landau理论研究了双能带结构的介观超导体在外磁场作用下涡旋随时间的演化. 给出了实际温度在s波和d波的临界温度之间s波、d波以及磁场的分布, 从 理论上模拟得到涡旋进入和退出样品的磁场"过热"与"过冷"现象, 以及介观超导样品边界对涡旋结构分布的影响. 关键词： 涡旋结构 双能带 含时Ginzburg-Landau理论 超导     

交变磁场作用下高温超导体温度变化研究

高温超导体在交变的磁场作用下,由于磁通的运动引起能量损耗,损耗的能量一部分通过超导体表面传递到冷却剂中,另一部分将使得超导体的温度升高。文中用数值的方法研究了外加磁场速度在0.0005T/s—5T/s变化情况下超导体的温度变化;当外磁场的速度由小到大变化时,超导板的状态会发生从稳定→不稳定(磁通跳跃)→稳定的变化;慢变磁场作用下超导体的温度在接近冷却剂温度的温区作微幅的周期性变化,当外加磁场速度比较大时,超导体发生磁通跳跃,温度也呈跳跃性变化,进一步加大外磁场速度,磁通和温度呈准周期的振荡型变化,而且振荡幅值随外磁场速度的增加逐渐减小,最后振荡消失,超导体在更高的温区稳定运行,温度呈周期性变化。     

交变磁场下超导薄圆筒的交流损耗研究

通过数值模拟方法研究了超导薄圆筒在交变磁场下的交流损耗特性.这种超导体的几何模型为一个通有与外加磁场同相位的交流电且厚度可忽略的圆筒.基于Bean临界态模型,通过数值方法得到了交流损耗Q,与实验结果符合得很好.此值模拟方法仅适用于超导薄圆筒,对涂层超导体具有一定的应用价值.