熔融织构生长法制备的Y—Ba—Cu—O块材的直流磁化性质研究

通过改变温度梯度和降温速率等制备条件,研究了影响熔融织构生长法制备的 Y-Ba-Cu-O 块材性质的因素.在较为理想条件下制备的样品,其劈裂面的 X-射线衍射表明有很好的晶胞 c 轴垂直于劈裂面的取向.我们测量了场冷和零场冷过程的磁化与温度的关系,并研究了该样品在不同厚度时的磁滞迴线,发现 ΔM(ΔM=M+-M~-,M~+,M~-分别为升场和降场过程的磁化)正比于样品厚度,从而表明在该样品内建立了 Bean 模型所描述的临界态.另外在外磁场 150T 下77K 时,其磁临界电流密度达到6750A/cm~2.     

陶瓷超导体的磁化强度和临界电流密度

假定晶内临界电流密度 Jc 为常量(Bean 模型),由磁化强度定义直接计算了四种形状的晶粒的不可逆磁化强眨 M 与 Jc 的关系,得到了相应的 Jc(△M)中的几何因子修正量.对第二类超导体,退磁场和退磁因子在 Meissner 态和H_(c1)附近的混合态仍是重要的,在其余磁场中都可以忽略.对氧化物陶瓷超导块,由于弱连接,晶间磁场近似等于外场.讨论了块样中非超导部分对实验测量的磁化强度■及 Jc 估算的影响.     

高温超导体零场临界电流的尺寸效应

以临界态概念为基础,采用等效钉扎力方法对烧结的氧化物超导体样品在液氮温度下零磁场临界电流平均密度进行了理论分析。所得结果和实验相符合。在以上同样的假设下,计算了块样的剩余磁化强度。证明了磁化强度测量决定临界电流的实验方法在决定零场临界电流密度时也适用。     

Bi系块材中的热激活引起的磁通蠕动

实验上测量了具有较高输运 J_c(77K 和零场下,J_c=1750A/cm~2)的 Bi_(1.80)Pb_(0.34)Sr((1.86)Ca_2Cu_3O_y,块材的输运 J_c 和温度及磁场的关系,实验结果在磁通蠕动模型的基础上得以解释,并得到了零场下 T_c 附近和77K 外加磁场下样品的激活能分别为:U(T,0)=87.4(meV)(1—T/T_c)~(1/2)和 U(77K,H)=64+2.82lnH(meV),H 的单位为特斯拉.     

场冷和零场冷过程中磁化强度的模型化与数值模拟

通过采用蒙特卡罗模拟方法和磁通运动的热激活模型（ＴＡＦＭ） ,本文计算了在场冷（ＦＣ）和零场冷（ＺＦＣ） 过程中的磁场位形及磁化强度．基于简单的ＫｉｍＡｎｄｅｒｓｏｎ 模型的Ｕ（ｊ） 依赖关系,主要的实验结果都可以较好的被模拟．计算表明,在零场冷中,磁场位形非常接近Ｂｅａｎ 临界态模型,而在场冷中则相反,表现的是磁通冻结的图象．零场冷和场冷中的磁化强度都很强的依赖于钉扎势和临界电流密度,而只微弱的依赖于温度变化的速度     

硅掺杂MgB_2超导薄膜的制备及研究

本文报道了基于混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapordeposition,简称为HPCVD),以硅烷热解出的Si原子作硅源,在SiC衬底上原位生长了一系列硅掺杂MgB_2超导薄膜样品.样品中最大硅掺杂量是9%.与纯净的MgB_2薄膜相比较,掺杂样品的超导临界转变温度T_c没有大幅下降,超导临界电流J_c得到了一定提升.在温度为5K,外加垂直磁场为3T的条件下,样品的临界电流密度最大达到2.7×10~5Acm~(-2).同时上临界场H_(c2)在超导转变温度附近对于温度的变化曲线斜率—dH/dT也有一定的提高.     

Y_(0.125)Ca_(0.875)MnO_3体系的输运性质与铁磁自旋玻璃行为研究

研究了类稀土锰氧化物Y0.125Ca0.875MnO3的输运性质和磁特性。结果表明,外加磁场对体系的电输运性能有较大影响,在低温时样品表现出磁电阻效应。在外磁场的诱导下,随温度的降低,体系发生了明显的绝缘-金属(I-M)相变,并且在25K出现了类近藤现象。热磁测量表明零场冷(ZFC)和场冷(FC)的磁化强度曲线在118K出现分叉现象。测量了不同频率下的升降温过程的交流磁化率,结果显示在108K附近出现自旋玻璃态。     

Bi系2223相银包套带材在15-77K温度范围的临界电流密度和磁通钉扎

实验测量了具有较高临界电流密度J_c(J_c=1.6×10~4A/cm~2.77K,OT)的Bi系2223相银包套带材在15-77K温度范围内的临界电流密度J_c与温度和磁场的关系,实验结果用热激活磁通蠕动模型予以解释,并求出钉扎势U_0随外磁场的依赖关系,发现在0-1T外磁场范围内,U_0与外磁场H的关系为U_0=0.069H~(-0.08)(eV),其中H的单位为千高斯。     

相分离Gd_5Ge_4合金温度依赖的多重磁转变行为研究

系统研究了Gd5Ge4合金的结构和磁特性的温度依赖关系,结果表明,实验样品Gd5Ge4室温下具有典型的pnma空间群正交结构,通过测量该合金场冷(FC)和零场冷(ZFC)下的热磁曲线以及交流磁化率随温度变化曲线,结合不同温度下的磁滞回线(M～H),观察到当外加磁场为1T时,体系在几个特征温度T1=10K、T2=26K、T3=127K和T4=235K附近磁化强度出现了异常变化,反映在这些特征温度下的体系出现了复杂的多重磁转变行为,初步分析了在各特征温度附近发生的磁相变的属性,探讨了相分离中铁磁成分与温度的关联,其结果对扩展包括强关联锰氧化物在内的相分离体系物理机理的理解具有一定的参考价值和借鉴意义。     

La_(0.67)Ba_(0.33)Mn_(1–x)Zn_xO_3的磁性和电输运性质北大核心CSCD

采用传统固相反应法制备了La0.67Ba0.33Mn1–x Znx O3(0≤x≤0.2)多晶样品,系统研究了Zn掺杂对于多晶样品的结构,磁性和电输运性质的影响.XRD衍射表明样品均具有单一的立方钙钛矿结构.在外加磁场(H=1000Oe)环境中测得的磁化强度温度(M^T)曲线表明,在5~350K的温区内所有样品均发生了顺磁相(PM)到铁磁相(FM)的转变.样品的居里温度(TC)和磁化强度随着Zn的掺杂量的增加呈现下降的趋势,当x=0.1时,样品的TC和磁化强度与未掺杂的样品相比下降的幅度不大.但是当x=0.2时,样品的TC和磁化强度都发生明显的下降.从零场(H=0T)和外加磁场(H=2T)下测得的电阻温度曲线可见,样品在测量的温区范围内均发生绝缘相到金属相的转变.随着掺杂量的增加绝缘-金属相转变温度(TIM)向低温区移动,但是样品的电阻逐渐增大.所有样品在TIM附近呈现均出现磁电阻(MR)峰,随着Zn的掺杂量的增加MR值由x=0时的-22%(T=314.5K)增加到x=0.2时的-73%(T=80K),且样品的磁电阻温区被明显拓宽.     

Tl—Ba—Ca—Cu氧化物超导体的低场磁性

我们测量了 T1-Ba-Ca-Cu-O 高温超导样品在低磁场下的磁化率和电阻与温度的关系;观察到样品具有两个超导主相,T_c 分别为117K 与104K;估算出该样品在77K 下的下临界场H_(c1)大约为480G.样品的迈斯纳效应和磁屏蔽的测量结果表明,该样品的磁屏蔽效应很小.在外加低磁场下测量了样品的临界电流,研究了,I_c-H 关系,发现在30G 以下磁场范围内的实验结果与超导颗粒之间是无规并联的约瑟夫森弱连接的理论结果符合较好.     

Y0.9Pr0.1CrO3的反常磁性

采用固相反应法制备了YCrO3多晶样品,并首次制备了和Y0.9Pr0.1CrO3多晶样品,研究了其磁性质.在场冷模式下,外加磁场为100Oe时,Y0.9Pr0.1CrO3的磁化强度-温度关系曲线显示磁化反转的异常.在尼尔温度以下,随着温度的降低,磁化强度首先增加,在96K达到最大值,约0.230emu/g.之后磁化强度开始降低,在32K变为零值;并且在32K以下,磁化强度出现负值.这种现象解释为Pr离子的顺磁效应.     

零场冷和场冷方式下高温超导块材最大悬浮力关系

文章通过对15块高温超导块材与永磁轨道相互作用的悬浮力测试,比较了零场冷和场冷两种冷却方式下块材的最大悬浮力关系.实验结果显示零场冷时悬浮力大的块材在场冷时悬浮力不一定就大,反之亦然,两者并无直接的对应关系.在实际的场冷应用中,推荐以场冷下的悬浮力数据为参考.     

捕获场对Eu_(1-x)Ca_xCrO_3(x=0～0.3)零场冷磁性测量数据的影响

采用传统固相反应法制备了EuCrO3和Eu1-xCaxCrO3多晶样品,研究了其磁性质。实验结果显示,样品的零场冷磁化曲线的测量不具有重复性.在冷却过程中,由于超导磁体中残留捕获场的存在,样品中未被补偿的自旋磁矩被诱导沿捕获场方向择优取向,从而决定了零场冷磁化强度在磁相变温度以下的极性.样品在经历一个非完美零场冷却过程以后,得到的名义零场冷磁化曲线对捕获场具有很大的依赖性.     

YBCO单畴超导块的俘获场

使用一个ＮｂＴｉ 螺线管磁体激活单畴ＹＢＣＯ 超导块,使之成为超导永磁体．１８ｍｍ 直径、１６ｍｍ 高的超导块在５Ｔ外场、５０Ｋ场冷条件下俘获了４．３Ｔ的磁场．观察了俘获场随温度和时间的变化,比较了场冷和零场冷激活对俘获场的影响等     

加工和热处理对NbTi50/Cu复合超导线材临界电流密度的影响

对一种超导材料而言,临界电流密度(J_c)是衡量其制作磁体高性能和经济性的重要标志。自从发现铌钛合金块状样品具有超导性以来,人们一直在力图寻求提高其临界电流密度的方法。由磁钉扎模型推演归结的重要结果和关系为:(1)J_c∝1/H;(2)J_c∝(T_c—T_2)~2;(3)J_c∝Josephson隧道壁的数量/单位长度。这意味着,要获得高的J_c,超导合金既要有高的H_(c_2),又要具有尽可能高的T_c,以及需要有引入起磁钉作用的常导区域(非超导相、位错、品界、杂质等)。对于NbTi50合金,第三项函数关系是极为重要的。根据超导理论,临界电流密度与合金组织中存在的微细磁钉扎常导区域密切相关,而常导区域的大小和分布主要受冷变形和时效热处理的影响。冷变形和时效热处理是NbTi50/Cu复合超导材料的临界电流密度的决定因素。为此,我们对NbTi50/Cu复合超导材料的强烈冷变形,中间时效以及最终变形对其临界电流密度的影响进行了研究,以期获得高的临界电流密度。     

BiPbSrCaCuO高T_c超导体的低场微波吸收信号及其与超导电性的关系

借助于电子顺磁共振技术(EPR)研究了高 T_c 超导体 BiPbSrCaCuO 的低场微波吸收信号随温度和磁场的变化规律,结果表明这种低场信号和高 T_c 超导电性密切相关.从样品的低场信号谱上得到一个与温度有关的临界场 H_c(T),在外加磁场低于 H_c 时,其信号与磁场无关,而当外加磁场高于 H_c 时,其信号随磁场增加而明显变弱,在 H_c(T)曲线上观察到两个台阶的存在,这两个台阶分别对应于温度～100K 和～104K,同时我们注意到在样品的低场信号强度 S(T)曲线上存在非单调特性,这些现象或许反映了磁通在样品中穿透的行为,进一步地我们认为通过上述的低场信号的研究有可能为高 T_c 氧化物超导体提供另一种可能的研究手段.     

YBaCuO超导体T_c-H,J_c-H特性对加场过程的依赖性

本文就先外加磁场再将样品降温进入超导态和先冷却样品进入超导态再外加磁场这两种不同加场过程,分别测量了低场下的临界温度和临界电流.发现对于不同加场过程,T_c、J_c 值随 H 值的变化规律不同,并且磁通俘获情况也有显著差别.利用 YBaCuO 超导体的颗粒性质,对实验结果进行了讨论.     

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 % .     

金属基高温超导体复合材料临界电流密度的估算

对由高温超导体微块嵌于金属基中而形成的复合体的临界电流密度 J_c 进行了估算.结果表明,J_c 与金属基的电导率、超导体的非等轴性以及复合体中超导体的含量成正比.在判据 1μv/cm 和金属基电阻率为 10~(-7)Ωcm 的条件下,77K 和零场下的 J_c 值可超过10~4A/cm~2.指出了复合体其他的优点.