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.     

磁性Gd^3＋离子对Chevrel相超导体PbMo6S8的临界电流和输运性？…

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Ｇｄ＾３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Ｇｄ＾３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Ｇｄ＾３     

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     

高温超导体的好消息

高温超导材料在应用上的主要困难是临界电流密度太低.问题在于混合态时材料中磁通线所受的钉扎力较弱,稍大一点的电流通过会引起磁通线的运动,从而产生电阻破坏超导电性,早些时候,很多人认为这个缺点很难甚至不可能被克服. 1989年,中子辐照YBa-2Cu-3O-7样品对临界电流影响方面的实验给人们以希望.例如贝尔实验室 Bruce Van Dover 等人进行的辐照实验,辐照前,77K下YBa-2Cu-3O-7晶体最大的临界电流密度为6500A/ cm～2 ,辐照后,提高到620000A/cm～2.也许是辐照产生的小缺陷成为磁通线的钉扎中心. 临界电流密度提高100倍的结果只在一个晶…     

中子辐照熔融织构YBa_2Cu_3O_y的临界电流

测量了中子辐照熔融织构YBa_2Cu_3Oy样品从1.5 K到85K之间一系列温度下的磁化曲线。磁场H平行于c轴时,在6K观察到磁通跳跃。中子辐照可使临界电流提高一个数量级。分析了临界电流的各向异性,辐照增强与磁场的关系和主要的钉扎中心。讨论了磁通跳跃的物理模型。     

临界电流密度对圆柱状超导体力学特性的影响

高温超导体具有较高的临界温度、高载流能力和低能耗特性,在电力领域得到了广泛的应用,其在通有承载电流情况下的力学特性得到了广泛的关注.研究了承载电流情形下圆柱状超导结构内的磁通钉扎力学响应.考虑临界电流密度沿径向非均匀分布,基于临界态Bean模型,获得了圆柱状超导结构内的感应磁场及电流的分布规律.结合平面应变方法,给出了结构内磁通钉扎力、应力及磁致伸缩的解析表达式.结果表明:临界电流密度非均匀分布时,超导结构内的应力变化趋势与均匀分布时一致,然而临界电流密度的非均匀分布将导致超导结构内的应力和磁致伸缩的极值增大,并引起结构内局部径向应力大小发生改变以及环向应力分布不连续.本研究表明临界电流密度非均匀性对超导结构力学性能的影响是显著的,可为超导体的设计和实际应用提供参考依据.     

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…     

临界电流测量中的影响因素的研究

我们采用直流四引线法对银包套的Ｂｉ２－ｘＰｂｘＳｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ,（Ａｇ－Ｂｉ２２２３）带材进行了临界电流的测量研究了外加磁场和电流扫描速度对临界电流的影响结果表明,电流扫描速度和磁场增加使临界电流减小,并且磁场增加使Ｖ－Ｉ曲线对加电流速度的敏感程度发生变化利用电动力学方程和磁通玻璃态蠕动机制对实验结果进行了解释,将磁场、温度、磁通钉扎强度对约化临界电流的影响归结成单一的临界电流参数ｎ的影响,和实验结果符合得比较满意．１引言 临界电流密度Ｊｃ是表征技术应用超导材料性能的主要参量之一,也是表征…     

Nb-50wt%Ti超导合金的临界电流及钉扎机构

采用多次时效工艺制成了最佳性能的NbTi 50超导多芯线.给出了在4.2 K下,场强接近B_c_2时的临界电流,以及透射电镜的观察结果.结合上述结果对其中的磁通钉扎机构作了详细的讨论.从而弄清了多次时效工艺的理论根据.作者指出:为了进一步提高NbTi 50合金的高场临界电流密度J_c,除了有细化的亚带和αTi沉淀外,还必须控制高场下磁通的切交流动.     

中子辐照熔融织构YBa2Cu3Oy的临界电流

测量了中子辐照熔融织构YBa₂Cu₃O_y样品从1.5K到85K之间一系列温度下的磁化曲线。磁场H平行于c轴时,在6K观察到磁通跳跃。中子辐照可使临界电流提高一个数量级。分析了临界电流的各向异性,辐照增强与磁场的关系和主要的钉扎中心。讨论了磁通跳跃的物理模型。 关键词：     

高T_c超导体YBCO磁通钉扎的计算机模拟研究

临界电流密度Jc是影响高温超导体在强电领域应用的一个重要参数,在实际应用中,特别在外加磁场下,临界电流密度与超导材料的磁通钉扎性质密切相关.因此,磁通钉扎一直是高温超导体研究中的一个重要领域.由于高温超导体磁通钉扎力密度Fp的标度律存在,本文根据D.Dew-Hughes总结的钉扎力函数,主要存在两种主要作用类型(正常相和△K).我们将D.Dew-HugBes给出的钉扎力密度Fp标度函数改进为一个简化的具有物理意义的函数表达式.结合文献中已有的实验数据,我们对YBcO进行了计算机模拟,确定了它的磁通钉扎类型,模拟的研究结果与实际情况比较吻合.     

高温超导体磁通动力学和混合态相图(Ⅰ)

文章简要介绍了高温超导体磁通动力学和混合态物理在过去十余年的发展。高温超导体由于其自身的一些特点，使得它与常规超导体相比较拥有极其丰富的相图，磁通动力学也表现出了非常丰富的研究内容，很多新的概念被提出，新的现象被观察到。比如说涡旋玻璃态，集体钉扎和蠕动，磁通格子的一级和二级熔化相变，布拉格玻璃，峰值效应，二维涡旋饼态，Josephson磁通运动等等，均是在高温超导体发现之后提出来的新的概念或新发现的现象。有些研究结果目前尚无定论，如关于涡旋玻璃态存在与否的争论至今仍然在进行，但是这些研究内容无疑会大大促进超导物理的发展。高温超导体磁通动力学纷繁复杂的研究内容可以归结为三个相互关联的数字：Ginzburg数（T/He^2εξ^3）^2／2，量子电阻Qu=（e^2／h）（ρn/／εξ），和临界电流的比值jc/jo,这里ξ是相干长度，Hc是热力学临界磁场，ε是有效质量的各向异性度,ρn是正常态电阻率，jc是零温临界电流，jo是拆对临界电流。对于高温超导体前两个数值（Ginzburg数和量子电阻）很大，而临界电流比值较小，因此导致有强的热涨落和量子涨落，以及很强的磁通运动行为（对应小的实测临界电流）。磁通动力学的研究从更深层次影响超导体的临界电流问题和强电应用的发展，最后简要地介绍了这方面的情况。     

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     

快重离子辐照对YBa_2Cu_3O_(7–δ)薄膜微观结构及载流特性的影响

钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料在能源、交通等方面具有广泛的应用前景,然而强磁场下出现的低临界电流密度问题严重限制了其应用.利用快重离子辐照技术可在YBCO中形成潜径迹对磁通涡旋进行钉扎,从而有效改善其在磁场下的超导性能.本文利用能量为1.9 GeV的Ta离子对YBCO高温超导薄膜进行辐照,系统地研究了不同离子注量下YBCO薄膜的微观结构及磁场下电流传输特性的变化情况.研究表明,Ta离子辐照在薄膜中沿入射路径方向产生贯穿整个超导层的一维非晶潜径迹,其直径在5 nm到15 nm之间.结合Higuchi模型分析了快重离子辐照对薄膜中磁通钉扎机制的影响.研究发现:在原始样品中本征面缺陷钉扎是主要的钉扎机制;随着辐照注量的增加,薄膜中的钉扎类型逐渐转变为由快重离子辐照引入的正常相缺陷钉扎.临界电流密度与磁场的关系可用函数J_c∝B~(-α)进行拟合.指数α随着注量的增加而降低,当注量为5.0×10~(11) ions/cm~2时已由最初的0.784降低至0.375,说明临界电流密度对磁场的依赖关系大大减弱.当辐照注量为8.0×10~(10) ions/cm~2时,潜径迹对磁通涡旋的钉扎效果最佳.在该注量下,高场(B 0.3 T)下临界电流密度达到最大值且钉扎力提升了近两倍,临界转变温度无明显变化(△T_(on)≈0.5 K).实验结果表明,快重离子辐照产生的潜径迹可以在不影响临界转变温度的前提下有效改善磁场下超导载流能力.     

二维磁通随机钉扎系统动力学行为的数值模拟

本文利用数值模拟的方法,研究在Ｌｏｒｅｎｔｚ 驱动力作用下,随机钉扎环境中运动的二维磁通点阵的动力学行为．通过对不同随机分布点钉扎中心密度和不同磁通间相互作用强度的研究,发现磁通点阵存在从弹性区向塑性区的渡越（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ） , 并且这种渡越强烈依赖于磁通之间及磁通与钉扎之间的相互作用．随着钉扎中心密度的增加及磁通间相互作用强度的减弱,临界钉扎力增强．模拟结果与最近实验结果定性一致．部分结果偏离集体钉扎理论     

不均匀超导体中的历史效应

我们提出一个模型，解释了磁通钉扎不均匀超导体的历史效应。钉扎不同由不同的临界电流密度jc来表征。基于这种模型以及磁通扩散方程，数值计算表明不均匀超导体的V－I输运特性曲线具有明显的历史效应，即升降电流时电压具有不可逆性，且这种不可逆性对电流扫描速度非常敏感而对磁场很不敏感。我们的银包套Bi2-xPbxSr2Ca2Cu3Oy电输运实验和文献的同样都显示出这种不可逆性，从而验证了我们的模型。     

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     

直流背场下YBCO涂层导体交流临界电流依频变化（英文）

基于对不同条件下YBCO涂层导体交流临界电流的测量结果,本文研究了YBCO涂层导体的交流临界电流、频率与外加磁场幅值和角度之间的关系,提出了一个相应的经验公式.利用该公式可计算在任意频率、任意外加直流背场下YBCO涂层导体的交流临界电流,计算结果和实验结果相一致.另外,对于YBCO涂层导体交流临界电流依频变化提出了一种可能的机理,频率的增高使得磁通穿透区域变窄,因而需要更大的电流来实现样品的完全穿透,这就使得交流临界电流随着频率增高而增大.     

不同Ti含量对NbTi超导体临界电流密度的影响

利用Nb片和Ti片交替组配加工,经扩散反应制备了Ti含量从43WT%到57WT%之间的三种不同成份的NbTi超导线.测量了三种不同成份的临界电流密度Jc,讨论了在磁场下不同Ti含量对NbTi线临界电流密度Jc的影响,并对磁通钉扎机制进行了分析.通过扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面扩散形态及微结构,并运用多源标度分析法[1]对不同成份的NbTi超导线进行了磁通钉扎力密度随磁场变化曲线的拟合.结果表明:随着含Ti量的增加,其临界电流密度在低场时很高,而在高场时的性能偏低,且下降迅速,而含Ti量低的超导线在高场时的性能更具有优势;超导线在不同磁场下的性能是由点钉扎和面钉扎两种钉扎机制共同作用决定的.     

高温超导体的“尖峰效应”

文章介绍了高温超导体中的“尖峰效应”,即临界电流随着磁场增加反而升高的反常现象。在很多超导体中,包括常规超导体和高温超导体,都存在着“尖峰效应”,这说明“尖峰效应”反映了磁通晶格的普遍性质,“尖峰效应”中钉扎以及温度密切相关,并且由于钉扎和势激活效应的相互作用,其表现非常复杂,目前对尖峰效应的主要理论解释是基于尖峰效应对应着从低场下的布拉格玻璃态到高场下的磁通玻璃态的相变,该理论和最近的很多实验结果符合得很好。文章最后对仍然存在析大量问题进行了介绍,例如尖峰附近的历史效应和 稳态以及磁通相图上的临界点。