直流场中超导体-铁磁体的低频磁屏蔽特性（英文）

超导体-铁磁体超材料在静磁场中具有有效的磁屏蔽特性.大部分超材料都是由超导材料和铁磁材料组成,而这种材料的性能主要取决于构成材料的结构,几何尺寸及每种材料的磁导率.本论文将麦克斯韦方程和超材料的设计结合起来,提出一种超导体-铁磁体超材料系统.该系统由两种材料的同轴圆柱体构成,我们研究该系统在直流磁场环境下的屏蔽特性.通过改变屏蔽圆柱体的几何尺寸,我们计算出屏蔽效能从而得到最优屏蔽结构.本论文的工作旨在为核磁共振成像及降低医学器械中的磁场特性提供有效的理论依据.     

适用于超高灵敏磁测量的新型高效磁屏蔽研究

高效磁屏蔽对于超高精度超导量子干涉仪(SQUID)等超高灵敏器件可靠稳定工作至关重要。实践中一般采用多层的高磁导率笨重复合磁屏蔽,或者用小型的轻量屏蔽桶配合差分式平面梯度计完成超高灵敏信号测量。文章作者提出并实现了一种新型的高性能磁屏蔽装置,采用实时的动态磁补偿与高温超导线圈相结合就可以实现。对该装置磁屏蔽效果进行了数值仿真计算,并实际测量了该屏蔽装置的轴向和横向磁场,装置屏蔽因数最高可达80 dB;实验测量发现,新型装置可以同时有效地屏蔽轴向与纵向磁场干扰。     

有关运动超导体电磁性质的几点讨论

在伦敦方程和电磁场的洛伦兹变换的基础上讨论了在磁场中运动的第一类超导平板的电磁性质。结果表明临界磁场将随超导体的速度的增加而减小 ;在穿透层内有一指数衰减的屏蔽电荷分布 ,其符号与超导体表面由运动感生的电荷相反、数量相等。屏蔽电荷屏蔽了表面电荷产生的感应电场 ,使电场和磁场一样在穿透层内指数衰减 ,在远离表面的内部 ,感应电场被完全屏蔽     

NbTi超导磁屏蔽管的研究

对置于磁体中的 NbTi 超导磁屏蔽管进行了实验研究,检测了磁体中超导磁屏蔽管的磁屏蔽能力.结果表明由整块 NbTi 材料做成的超导磁屏蔽管屏蔽能力是不高的,并且其磁屏蔽能力随外磁场升场速度的增大而降低.还测量了超导磁屏蔽管内冻结磁场分布,得到了超导磁屏蔽管冻结磁场分布的一些实验规律,实验结果表明,置于磁体中的超导磁屏蔽管不具备使磁场分布更加均匀的能力,这与某些文献的理论预测不一致.     

铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体结的直流Josephson电流

由Bogoliubov-de Gennes方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，利用推广的Furusaki-Tsukada的电流公式计算了铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体(FS/I/p)结的直流Josephson电流随结的温度、相位差以及FS中磁交换能、结界面的势垒散射强度的变化关系.研究表明：FS中磁交换能、结界面的势垒散射均抑制FS/I/p结的直流Josephson电流.当自旋三重态超导体具有p_x波配对势时，自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π. 关键词： 铁磁超导态 自旋三重态超导体 p波超导体 直流Josephson电流     

单螺管型高温超导储能磁体的ANSYS磁场仿真分析

超导磁储能系统通过超导体制成的导电线圈储存能量,它的投入使用完全依赖于超导磁体的设计和研制,作为电磁储能元件,超导磁体在运行过程中会产生相当强的磁场。以储能量为1MJ的单螺管型、Bi系高温超导磁体作为研究对象,根据电磁场理论,推导出数学模型,并借助ANSYS有限元分析软件,建立了一个由44个双饼线圈构成的二维电磁分析模型,得到磁场分布规律等。该分析结果对超导磁体的结构设计、优化及漏磁屏蔽提供了一定的参考依据。     

具有铁磁绝缘层的双层f波超导体结的直流Josephson电流

通过计算具有铁磁绝缘层的双层f波超导体结中铁磁绝缘层的磁散射对直流Josephson电流的影响,研究了f波超导体(fS)/铁磁绝缘层(FI)/f波超导体(fS)结的直流Josephson电流与温度和结两侧相位差((?))之间的关系.研究表明:fS/FI/fS结界面的粗糙散射和磁散射总是抑制结中准粒子的Andreev反射,降低流过fS/FI/fS结的直流Josephson电流,且结的直流Josephson电流随相位差的变化曲线强烈依赖于f波超导体的晶轴方位角(α).     

非常规超导体的中子散射研究

非常规超导机理仍然是一个未解之谜,它是凝聚态物理研究的重要课题。非常规超导电性大多发生在磁不稳态附近,所以确定非常规超导体的磁结构和磁激发行为对理解其超导机制非常关键。中子带有磁矩,是探测超导体磁性的有力工具。文章将以本课题组近年来开展的工作为例,介绍几种中子散射技术在研究非常规超导体的晶体结构和磁关联行为以及超导配对对称性方面的应用。     

高温超导体脉冲磁化过程中的磁热不稳定性

该主要研究了高温超导体在脉冲磁场中的磁热稳定性，与传统低温超导体相比，ＨＴＳ所不同的是最不稳定的状态发生在磁通跳跃区，理论上借助Ｅ－ｊ曲线和有限热扩散方程推导了磁通跳跃场与变场速率的关系表达式：Ｂｊ＝Ｆ其规律基本与实验结果相符合，同时从实验中发现磁热不稳定性对永磁体脉冲磁化效果有巨大的影响。     

直接观测磁通密度分布和运动的磁光图像技术

阐述了应用法拉第磁光旋转效应将磁通密度分布转换为亮度分布的图像，介绍了用微机采集和处理这种磁光图像，直接观测和研究磁通密度分布和运动，研究超导体的磁通动力学和磁性材料的磁性结构，叙述了目前应用磁光图像技术研究高温超导体性质和实用高温超导带材方面的最新进展．     

交流磁场振幅和频率对J_c不均匀超导体谐波的影响

本文采用Jc不均匀超导体模型来研究多晶超导体的磁性质,运用非线性磁通蠕动模型,通过数值模拟得到交流磁化率基波及谐波随温度的变化关系.系统分析了交流磁场振幅和频率改变对Jc不均匀超导体交流磁化率基波及谐波的影响.结果表明,交流磁场振幅和频率的变化对交流磁化率的影响存在显著差异,并归因为交流磁场振幅和频率的改变引起的磁弛豫时间的改变不同所致.上述结果为分析Jc不均匀超导体交流磁化率的实验现象提供了相关依据.     

含超导的多层屏蔽体磁屏蔽特性的仿真研究

基于电磁辐射的严重危害性,探索有效的电磁屏蔽方案,已经成为当前国际上迫切需要解决的问题.本文根据高磁导率铁材料和高温超导材料的电磁屏蔽特性,利用Ansoft Maxwell 3D仿真软件,建立高磁导率材料铁空心圆柱体和高温超导材料YBCO空心圆柱体及其组合的屏蔽模型,对一个空心线圈产生的磁场进行被动磁屏蔽.仿真研究了铁屏蔽体和超导屏蔽体厚度和高度对低频磁场磁屏蔽效能的影响.仿真结果表明,YBCO/Fe组合结构的屏蔽体对低频交变磁场的磁屏蔽效能比单层YBCO屏蔽体的屏蔽效能高3倍,YBCO/Fe组合结构的屏蔽体对低频交变磁场的磁屏蔽效能比单层铁屏蔽体的屏蔽效能高1.5倍,最理想磁屏蔽体结构是YBCO/Fe二层组合结构,其具有最高的磁屏蔽效能.综合利用高磁导率材料和高温超导材料等电磁屏蔽材料的特点,选择最优电磁屏蔽方案,进行电磁屏蔽新技术研究,以提高电磁屏蔽效能,对电磁兼容问题的解决具有重要的理论和应用意义.     

封面故事

打破超导体里的库珀对的磁激发在超导能隙附近生成一对博戈留波夫准粒子.当库珀对的对称性要求轨道波函数在费米面上改变符号时,对应于库珀对里电子的相对动量处的磁激发强度趋于发散,形成非常规超导体磁激发谱的所谓自旋共振峰．磁激发谱可由非弹性中子散射实验直接观测．     

激光陀螺磁灵敏度特性研究

分析、计算了激光陀螺的磁灵敏度特性，并进行了磁灵敏度试验.试验结果及分析表明：在腔体加工准确度不变的情况下，采用合理的设计可以大大降低激光陀螺在某些方向上的磁灵敏度，同时磁试验结果对于设计激光陀螺的磁屏蔽结构具有一定的实用价值.     

具有铁磁绝缘层超导体结的直流Josephson电流

在s波超导体/铁磁绝缘层/s波超导体Josephson结（S/FI/S）中，考虑结界面铁磁绝缘层的磁散射和粗糙散射情况下，运用Bogoliubov-de(BdG)方程和Furusaki-Tsukada(FT)的电流公式计算准粒子的输运系数及S/FI/S结的直流Josephson电流与温度T，结两侧的相位差之间的关系，研究表明：结界面的磁散射和粗糙散射均抑制结中准粒子的Andreev反射，降低了流过S/FI/S结的直流Josephson电流。     

超导悬浮系统中电磁力的有限元分析

利用超导体宏观电磁场的Bean模型和有限元方法对由超导体和超导悬浮线圈所组成的悬浮系统进行了分析计算,通过定量计算与模拟,得到了超导体感应的屏蔽电流分布,从而得到了悬浮间隙及悬浮线圈中的电流对悬浮力的影响规律,同时分析了悬浮线圈尺寸与最大悬浮力之间的关系。这些数值计算结果为优化超导悬浮系统的结构设计提供了理论依据。     

高压下HgBa2CaCu2O6＋δ超导体的制备及其超导电性

利用高温高压方法合成了ＨｇＢａ２ＣａＣｕ２Ｏ６＋δ超导体。Ｘ射线衍射线结构分析显示该超导体具有四方结构，晶格常数ａ＝０．３８６７ｎｍ，ｃ＝１．２７４３ｎｍ．电阻和交流磁化率测量结果表明该超导体的超导起始转变温度为１２７Ｋ，零电阻温度为１２１Ｋ，抗磁转变温度为１１８Ｋ。对合成后的样品做了氧气氛中的退火处理，研究了２７ｋｂａｒ压力下，不同烧结温度对合成样品的超导电性的影响，结果表明该压力下ＨａＢａ２Ｃ     

高压下HgBa_2NcaCu_2NO_（6＋δ）超导体的制备及其超导电性

利用高温高压方法合成了ＨｇＢａ２ＣａＣｕ２Ｏ６＋δ超导体．Ｘ射线衍射结构分析显示该超导体具有四方结构，晶格常数ａ—０．３８６７ｕｒｎ，ｃ—１．２７４３ｕｒｎ．电阻和交流磁化率测量结果表明该超导体的超导起始转变温度为１２７Ｋ，本电阻温度为１２ｌＫ，抗磁转变温度为１１８Ｋ．对合成后的样品做了氧气氛中的退火处理．研究了２７ｋｂａｒ压力下，不同烧结温度对合成作品的超导电性的影响，结果表明该压力下ＨｇＢａＣａＣｕＯ６＋δ超导体的最佳合成温度为８２０～８３０℃．     

ITER������Ϸ����������Ч�ܵ�����Ԫ����

通过Ansoft Maxwell有限元分析软件,用封闭圆桶模型对ITER送气系统阀门箱的磁屏蔽进行了计算。计算,获得了屏蔽层厚度、上端开孔及侧面狭缝对磁屏蔽的影响方式及规律,给出了一种具有合理参数的可能设计。     

应用于超导重力测量的磁屏蔽系统研究

在高精度超导重力磁悬浮系统中，高效屏蔽外界磁场干扰是实现高精度重力测量的关键，尤其对于无处不在的地磁场干扰问题。根据不同材料的屏蔽特性，分析了地磁场对超导重力测量的影响，利用ANSYS Maxwell 3D建立了以地磁场为背景的屏蔽模型，对屏蔽体不同材料、厚度、高度、直径等关键参数进行了分析及优化，并设计了多层复合屏蔽结构，屏蔽效能可达65 dB以上，满足重力信号的高精度测量需求，研究结果对于高精度超导重力测量装置的磁屏蔽设计具有重要的实际指导意义。