高Tc超导材料R—T曲线的动态测量

引言 Y·Ba·Cu·O超导材料的出现,使超导体的转变温度Tc提高到90K以上,当前由于大学物理实验在超导体转变温度Tc测试方面还是个薄弱环节,我们设计了动态测量高Tc超导体转变温度的实验装置,测量Y·     

穆斯堡尔谱仪的中温热扫描技术

为了配合金属材料特别是非晶磁性材料的研究,我们研制了一台能进行热扫描测量的穆斯堡尔谱仪中温装置.该装置的特点是:具有恒温及恒速升温和降温的功能.利用这一功能既能做不同温度的恒温M谱,又能进行热扫描测量.由于用穆斯堡尔热扫描技术能在不加外磁场的情况下,准确地测量样品的居里温度Tc,因此国外早已应用了这一方法. 本文参照国外文献[1,2]对用穆斯堡尔热扫描技术测量样品的Tc进行了尝试,大量实验结果表明用该方法测量样品的Tc是准确可靠的.我们已将该方法列入了常规的测试方法中. 一、实验装置和基本原理 与M谱仪配套的中温实验设备…     

关于交流四引线电阻法测量超导转变温度T_c及其机理的探讨

本文对“用交流四引线电阻法测量转变温度Tc——连续超导体出现多相转变台阶”一文报道的典型实验曲线中各转变台阶所包含的物理信息进行了进一步的分析、测量及计算,并描述了几个判别性实验:由此得出结论:样品自感所产生的感抗以及由于超导交流损耗和超导线母材等原因产生的阻抗是该法能测出连续多相Tc的主要原因.     

动态法测定超导转变温度的研究

本文介绍了动态法测定超导转变温度的实验方法和实验结果.对影响动态法测量Tc精度的因素进行了分析和验证.采用“升降温消除误差法”可在较快的变温速度下取得测量精度优于0.1K的结果.     

Sn-Ag邻近效应桥的性质

我们测量了Sn-Ag邻近效应桥的I-V特性、Ic(t)和Tc,并用唯象理论分析和解释所得的结果.结果表明,实验中观察到了一些有趣的现象,SBT关于微桥的理论对我们的邻近效应桥也基本适用.     

低频力学谱仪在高Tc超导体磁通钉扎研究中的应用

本文扼要介绍了我们研制成功的低频力学谱测试系统的原理与结构,并指出:力学谱(或力学耗散谱)能揭示材料的结构和缺陷的特征,能对材料的力、电、磁、光及其它性能进行深入探测,给出有益启示.该仪器对力学耗散谱最小分辨率达10-5,测量的最低频率达10-3Hz.本文着重讨论高Tc超导体磁通钉扎与力学谱的关系,在T以下,绝大部分已测得的力学谱峰(包括超声衰减突变和振动簧力学耗散峰)都属于滞弹性弛豫峰,由被钉扎的磁通线由热激活而运动.而真正用低频力学谱仪(现代的"葛氏扭摆")测量在Tc以下高Tc超导体力学谱实验尚未见报道.D.E.Farrell等在非孪生单晶的YBa2Cu3O7-δ试样(Tc＝90K及其以上)使用扭摆磁量计来测量,在Tc以下扭动振荡频率1.1×10-1Hz和磁场2.3特情况下,峰温Tp=85K左右.但是这个实验结果所得出的峰温和频率的关系与相变峰的规律有矛盾.在Tc附近的力学谱峰的机理是有争议的,有待实验进一步证实.本文还探讨磁通钉扎与临界电流的关系.     

大面积高温超导薄膜临界温度无损伤测试

我们设计并制作了高温超导薄膜无损伤超导转变温度Tc测试系统, 可以在直径2英寸范围内同时测量13个位置上的Tc.测试过程中可以用图形或数字监视薄膜的超导转变,方便可靠.系统采用液氮制冷,测试速度快,测量误差约±0.2K.对于直径2英寸或小于2英寸薄膜的Tc,本系统是一套实用可靠的测量设备.     

HgBa2Ca2Cu3O8+δ在Tc附近力学性质的研究

本文对Hg系高温超导样品(单相Hg-1223)在转变温度Tc附近的弹性性质进行了实验研究和理论分析.通过内耗测量、X射线衍射分析及电阻测试,研究该材料的相对杨氏模量声速和线性膨胀系数在Tc附近的变化规律;对实验结果进行热力学分析和理论计算,结果表明实验值与理论值基本吻合.     

Bi2Sr2CaCu2O8+δ单晶超导临界温度的各向异性

研究了具有不同氧含量的Bi2Sr2CaCu2O8 δ单晶超导临界温度的各向异性,通过测量沿ab面和c轴的电阻率发现,在轻欠掺杂到过掺杂区域,单晶沿ab面和c轴的Tc值是比较接近的,但在重欠掺杂区,沿ab面的Tc值比c轴的Tc明显高,从平衡态的相位涨落模型可以得到,由于涨落效应对 c轴的临界电流密度的压制作用比对ab面的要强,导致了Tc的各向异性,但这种模型无法解释重欠掺杂超导体中ab面和c轴的Tc如此大的差别,我们认为重欠掺杂超导体中的相位涨落行为不同于其他掺杂超导体中的行为,实验和理论上都值得进一步深入研究。     

Mo(d,x)~(95m)Tc,Mo(d,x)~(96g),Tc和Mo(d,x)~(97)Tc反应的激发函数

用活化法和迭靶技术,测量了入射氘核能量从3.2到13.3MeV范围内,Mo(d,x)~(95m)Tc,Mo(d,x)~(96g)Tc和Mo(d,x)~(97m)Tc反应的激发函数,并与复合核统计模型理论计算作了比较。     

Mg、B配比对MgB2材料的影响

我们通过固态反应法制备了MgxB2(x=0.2,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.8,2.2,2.6)系列超导样品.用四引线法测量了每一个样品在制备烧结过程中的高温R～T曲线.由这些曲线的升温阶段数据得知MgxB2系列样品的起始成相温度Tonset随着x值的增加而降低.由它们的X光衍射图可知,x≤1.0时,没有Mg和MgO的杂相峰;到x＞1.0后,随x值的增大,杂相Mg和MgO的衍射峰强度逐渐增强.它们的低温R～T曲线表明随x值的增加,正常态电阻减小,起始超导转变温度在39.3 K到39.9 K之间.综合Tc(onset)和△Tc,Mg1.4B2样品呈现出最好的超导状态.这些样品的单位质量M～T测量数据表明起起转变温度处于37.4～38.6 K之间,且Mg1.4B2样品呈现出最高的磁测Tc(onset)=38.60 K.在Mg含量x大于或低于1.4时,磁测Tc(onset)均小于此值.综合R～T和M～T这两种测量,为得到高Tc的MgB2超导块材,胚体MgB2的配比应取x=1.4为好.     

超导体Bi1.8Pb0.2Sr2-xLaxCuOy的电阻率和热电势研究

本文对名义组份为Bi1.8Pb0.2Sr2-xLaxCuOy系列样品的电阻率和热电势特性进行了实验研究.测量表明,Pb掺杂可以进一步提高超导转变温度Tc ;随着La含量的增加,Tc 按照典型的抛物线型规律变化;La掺杂极大地影响超导体正常态的输运特性.我们的分析指出,热电势在正常态所表现出的规律与高温超导机制密切相关,而且电阻率正常态输运特性的变化可用La掺杂造成CuO6八面体顶点氧发生位移来解释.     

Mo(d,x)95mTc,Mo(d,x)96gTc和Mo(d,x)97mTc反应的激发函数

用活化法和迭靶技术,测量了入射氘核能量从3.2到13.3MeV范围内,Mo(d,x)^95mTc,Mo(d,x)^96gTc和Mo(d,x)^97mTc反应的激发函数,并与复合核统计模型理论计算作了比较.     

直流磁控溅射制备超导TiN薄膜

采用直流磁控溅射法在高阻硅上室温生长TiN超导薄膜.制备了不同溅射功率、溅射气压以及N2/Ar比份条件下的样品.综合物性测量系统(PPMS)测出了样品的超导临界温度Tc在3.2~4.0K之间,给出了Tc与制备条件的关系.X射线衍射(XRD)分析测量了样品的(111)TiN衍射峰半高宽(FWHM)、晶格常数.原子力显微镜(AFM)测量得到表面粗糙度(RES)最好为1.716nm,且给出较高溅射功率有利于降低表面粗糙度.     

直流磁控溅射制备超导TiN薄膜北大核心CSCD

采用直流磁控溅射法在高阻硅上室温生长TiN超导薄膜.制备了不同溅射功率、溅射气压以及N2/Ar比份条件下的样品.综合物性测量系统(PPMS)测出了样品的超导临界温度Tc在3.2~4.0K之间,给出了Tc与制备条件的关系.X射线衍射(XRD)分析测量了样品的(111)TiN衍射峰半高宽(FWHM)、晶格常数.原子力显微镜(AFM)测量得到表面粗糙度(RES)最好为1.716nm,且给出较高溅射功率有利于降低表面粗糙度.     

在SrTiO3, NdGaO3衬底上生长的HgBa2CaCu2Oy超导薄膜

通过两步法,在SrTiO3, NdGaO3衬底上制备了HgBa2CaCu2Oy 高温超导薄膜,X射线衍射实验结果证明了薄膜是c-轴外延生长的.电阻温度测量表明薄膜的超导零电阻转变温度(Tc)>115K和临界电流Jc>0.4MA/cm2(77K,零磁场),而且重复性很好.扫描电镜实验揭示了薄膜是层状生长的,晶粒是四方形和八角形的,实验证实基于碳酸盐的靶也是适合于制备汞系铜氧化物高温超导膜的.     

Ca、Ce掺杂对Y1Ba2Cu3O7-δ的超导电性及其晶格结构的影响

本文采用柠檬酸热分解法成功制备出了Y1-xCax(Ba1-xCex)2Cu3O7-δ(x=0、0.03、0.05、0.07、0.09)的一系列样品.我们采用标准的四端引线法对系列样品的超导电性进行了测量,测量结果表明:随着掺杂量x的不断增加,Y123的起始转变温度Tonset和临界转变温度Tc都在逐渐降低.利用X射线衍射仪对系列样品的晶格结构进行了表征分析,测量结果充分验证了上述结论,同时我们也简单阐述了Y123的晶格结构是如何影响其超导电性的.     

Tc负离子质谱分析技术及应用

由于Tc7．3V的高电离电位，采用传统的正离子质谱测量方式极为困难。世界上，仅Los Alamos实验室开展过Tc的负离子质谱分析技术研究。本年度采用新型发射剂，建立了Tc的负离子质谱分析技术。并利用该技术结合同位素稀释质谱法标定了人工生产的^97Tc稀释剂。     

双掺杂铁基1111型超导体Nd1-xBaxFeAsO1-2xF2x的磁传输性能研究

采用两步固相反应法,在母相FeAs=1111结构的NdFeAsO中掺入BaF2,实现电子与空穴的双掺杂．该体系超导转变温度（Tc）在33-50K范围,取决于名义BaF2掺杂量x．在实验范围内,掺杂量越大,转变温度越高,当x=0．2时,Tc达到50K．磁电阻测量表明：高掺杂量样品（例如x=0．2）具有较高的上临界场（Hc...     

MgB2颗粒超导体临界电流的温度特性研究

通过制备MgB2/MgO超导复合材料,获得了典型的MgB2弱连接颗粒超导体,并测量了该样品在不同温度下的Ⅰ-Ⅴ特性曲线.在Ⅰ-Ⅴ曲线中,我们发现:当电流超过临界电流时,电压随着电流先是缓慢的增长,在电流升到一定值时,电压有一个很陡的突变.我们对这一变化进行了研究,认为这是由于MgO杂质使MgB2的晶界效应增强所引起的.该样品的临界电流和温度的关系满足:jc(T)∝(1-T/Tc)1/3,利用三维Josephson结网络系统的渗流模型进行计算发现,当颗粒超导系统处于非均匀状态时,临界电流和温度满足关系式jc(T)∝(1-T/Tc)4/3,这一结果和我们的实验符合的非常好.