Bi2Sr2CaCu2Oy单晶在强磁场下的交流磁化率研究

本文研究了 Bi_2Sr_2CaCu_2O_y,单晶在磁场 H 垂直于 c 轴情况下的交流磁化率,得到了交流磁化率虚部峰温度 T_p 和外加直流磁场 H_(DC)的关系为:(1-T_P/T_c)∝H_(DC)~(0.2).本文还对不可逆线进行了讨论,并和用其他方法测量的不可逆线作了比较.     

BaNi_(0.1)Fe_(1.9)As_2单晶的钉扎机制及涡旋相图北大核心CSCD

本文中,我们通过磁-电阻测量研究了T_c=19.4K的BaNi_(0.1)Fe_(1.9)As_2单晶中的涡旋玻璃-涡旋液体相变.根据修正过的涡旋玻璃理论,并通过选择合适的临界指数s和H_0,我们对所有的ρ(H,T)电阻曲线进行了标度,并得到了很好的结果.基于涡旋玻璃温度T_g,涡旋维度转变温度T~*和上临界磁场H_(c2),我们得到了H⊥c和H//c两个磁场方向的涡旋相图.结果表明,磁场低于和高于5T,钉扎机制由单涡旋钉扎和集体蠕动共存转变为集体蠕动.     

BaNi_(0.1)Fe_(1.9)As_2单晶的钉扎机制及涡旋相图

本文中,我们通过磁-电阻测量研究了T_c=19.4K的BaNi_(0.1)Fe_(1.9)As_2单晶中的涡旋玻璃-涡旋液体相变.根据修正过的涡旋玻璃理论,并通过选择合适的临界指数s和H_0,我们对所有的ρ(H,T)电阻曲线进行了标度,并得到了很好的结果.基于涡旋玻璃温度T_g,涡旋维度转变温度T~*和上临界磁场H_(c2),我们得到了H⊥c和H//c两个磁场方向的涡旋相图.结果表明,磁场低于和高于5T,钉扎机制由单涡旋钉扎和集体蠕动共存转变为集体蠕动.     

超导金属玻璃Zr_(66.7)Ni_(33.3)的结构弛豫、结晶化和上临界磁场

测量了一系列作等时热处理的超导金属玻璃Zr(66.7)Ni_(33.33)的上临界磁场H_(c_2)(T)及其转变宽度△H_(c2)(T)。发现:在结构弛豫阶段,H_(c2)(T)、△H_(cz)均随热处理温度T_a的增高而线性地下降;在结晶化阶段,从_(c2)与T_α则里指数规律变化。作者改进并推广了Gibbs的结构弛豫理论,使之适用于包括结构弛豫和结晶化的全过程,理论与实验结果符合很好。     

Al_2O_3衬底MgB_2薄膜的超导特性随薄膜厚度的变化

近来超薄MgB_2薄膜被认为在研制新型超导电子器件方面具有比较重要的应用前景,对其超导特性的研究同时对理解低维度情形下的多带超导电性也有重要意义.在(0001)Al_2O_3衬底上,我们利用混合物理化学气相沉积方法生长了一系列厚度在50nm至10nm的MgB_2超导薄膜,测量了薄膜的电阻率—温度曲线及其在不同磁场下的超导转变,考察了薄膜的基本特性参数如超导转变温度T_c、剩余电阻比RRR及超导上临界磁场H_(c2)等随薄膜厚度d的变化.测量发现H_(c2)(T)随温度变化呈现出线性依赖关系,反映出MgB_2薄膜的两带超导特性.随着d的降低,发现薄膜的T_c及RRR值逐渐下降,0K时的H_(c2)(0)逐渐升高.进一步地,我们发现薄膜的T_c与H_(c2)(0)都随RRR值呈现出比较单调的变化:T_c随RRR值降低而降低,H_(c2)(0)随RRR值降低而升高,表明RRR值是影响薄膜超导特性的比较重要的变量.依照两带超导理论对此现象的分析表明,与薄膜的RRR值降低相伴随的可能是MgB_2薄膜内σ带电子和π带电子的带间散射率的增强.     

Al_2O_3衬底MgB_2薄膜的超导特性随薄膜厚度的变化

近来超薄MgB2薄膜被认为在研制新型超导电子器件方面具有比较重要的应用前景,对其超导特性的研究同时对理解低维度情形下的多带超导电性也有重要意义.在(0001)Al_2O_3衬底上,我们利用混合物理化学气相沉积方法生长了一系列厚度在50 nm至10 nm的MgB2超导薄膜,测量了薄膜的电阻率—温度曲线及其在不同磁场下的超导转变,考察了薄膜的基本特性参数如超导转变温度T_c、剩余电阻比RRR及超导上临界磁场H_(c2)等随薄膜厚度d的变化.测量发现H_(c2)(T)随温度变化呈现出线性依赖关系,反映出MgB_2薄膜的两带超导特性.随着d的降低,发现薄膜的T_c及RRR值逐渐下降,0 K时的H_(c2)(0)逐渐升高.进一步地,我们发现薄膜的T_c与H_(c2)(0)都随RRR值呈现出比较单调的变化:T_c随RRR值降低而降低,H_(c2)(0)随RRR值降低而升高,表明RRR值是影响薄膜超导特性的比较重要的变量.依照两带超导理论对此现象的分析表明,与薄膜的RRR值降低相伴随的可能是MgB_2薄膜内σ带电子和π带电子的带间散射率的增强.     

不同基片温度下溅射的Nb_3Ge膜性能的研究

本工作研究了仅改变基片温度而其它条件不变的溅射Nb_3Ge膜的性能.通过对样品的Tc、H_(c2)(T)、R(T)的测量,给出在一定条件下基片温度与溅射Nb_3Ge膜的Tc及H_(C2)(0)的关系.发现:存在一生成高Tc、高H_(c2)(0) Nb_3Ge薄膜的最佳温区(800—810℃);△Tc随磁场增加而展宽;溅射Nb_3Ge膜的电阻率ρ(T)在Tc(?)T<65K温区中服从:ρ(T)=α bT~2规律,且与基片温度无关.     

关于上临界场和不可逆场测量方法标准化的思考

本文回顾了超导体上临界场强度 H c2 和不可逆场强度 Hirr 的相关物理背景及定义, 汇总了不同测量技术的原理和方法, 以及影响测量不确定度的主要因素, 指出 H c2 和 Hirr 测量的根本区别在于前者不应在测量中引入磁通运动相关的能量损耗. 分析了 H c2 和 Hirr 测量的难点, 介绍了以往国际上对建立单一测量方法标准所做的努力, 总结归纳了不同方法测量结果不一致的根本原因, 在于测量条件决定的测量分辨率以及人为设定的不同判据.因此如果可以精确控制测量条件和判据, 四引线电阻法最简便因而最适宜选做标准化的测量方法. 考虑到高场强磁体在国内实验室的普及程度, 现阶段有可能实现标准化的只有液氦冷剂浸泡下变磁场测量 Nb-Ti 复合超导线的J c 从而确定 Hirr(4.2 K)     

掺TiNb_3Sn的R-H超导转变

本文用脉冲磁场测量了Nb~3Sn和掺TiNb_3Sn线的R-H超导相变。在测量电流小时得到较理想的失超曲线,测到磁流阻和真实的H_(c_2)。 研究了电流大时的热效应。指出不论测量电流的大小,定义磁流阻的起始点为失超点是正确的。本文还讨论了脉冲磁场的感应电压大小与材料的性质和尺寸的关系。     

Ⅱ类超导体Y-Ba-Cu-O的研究

由测量高温超导体Y-Ba-Cu-O低磁场的交流磁化曲线和高强脉冲磁场中的R-H关系,得到该体系的H_(c_1)(T)和H_(c_2)(T)。实验给出H_(c_)(77K)=115G,dH_(c_2)/dT|T_c=2.2T/K,并由此而得出H_(c_1)(0)=525G,H_(c_2)(0)=135T,H_c(0)=1.63T,k=54.7,ξ(0)=15.6A,λ(0)=855A。这些结果说明Y-Ba-Cu-O是一种典型的H类超导体。     

金属玻璃Zr_(66.7)Ni_(33.3)的正常态电子输运和超导热力学性质

通过对ρ(T)、T_2和H_(c2)(T)等参量的测量,得到了金属玻璃Zr_(66.7)Ni_)33.3)的费米面电子态密度N(E_F)、电声子耦合强度λ和Debye温度θ_D的值。发现:在77～300K温度范围内,其电阻率随温度的变化关系定性上与推广的Ziman理论相符,定量上则有明显的偏离,上临界磁场H_(cz)和温度的关系与Maki理论相一致。作者认为:与推广的Ziman理论的偏离,在高温区,来源于单声子散射过程对电阻率的贡献,而在低温区,则是由自旋-轨道散射所致;上临界磁场行为中显著的自旋顺磁性和自旋-轨道散射与系统具有较强的原子拓扑短程序和化学短程序有关。同时对超导涨落效应作了讨论。     

氧化物超导体低场临界电流不可逆性和可能的J_c(H)曲线修正

测量了YBa_2Cu_3O_7烧结块材在零场冷和场冷两种条件下外加磁场H_0与样品临界电流密度及磁化强度的关系J_c(H_0)和M(H_0)。认为块样临界电流回线是由于样品内超导颗粒排斥磁场致使样品内场H不同于外加场H_0而引起的。通过对场冷和零场冷样品的J_c(H_0)和M(H_0)曲线的比较,发现块样内外场之差h(=H-H_0)与磁化强度M之间有很简单的线性关系h=KM,其中K为一个与样品几何结构有关的因子。利用这个关系对场冷的J_c(H_0)曲线进行了修正。     

若干第Ⅱ类超导体4πM-H曲线之研究

研究了用电子积分技术测得的几种超导材料的4πM-H曲线.判定了H_(c1),H_(c2)表面粗糙的纯铌有很强的磁滞,表现为非理想第II类超导体.发现在柱状纯铌样品的4πM-H曲线上,有一体超导和表面超导的复合区.在4πM趋于零时,出现一突拐点.把从该点所作切线与H轴的交点定义为H_(c2)该拐点与定义的H_(c2)之间为复合区.把4πM=0时与H轴的交点定义为H_(c3)H_(c3)=4.10(kOe),且H_( c3)/H_(c2)=1.32.     

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.     

高温超导体Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_y磁性质研究

测量了高温超导体 Tl_2Ba_2Ca_3Cu_3O_y 多晶样品的磁化强度与温度及磁场的关系。发现至少在90K 到200K 的温区样品有顺磁性.顺磁磁化率为10~(-4)量级,并随温度和磁场增加而缓慢减小.样品在116K 左右以下温度出现抗磁性,它随温度和磁场而变化的速度大大超过顺磁性.这两种磁性可以共存,但在2Tesla 以上磁场中,由于两种磁性的大小可相比拟导致样品磁性质的不稳定.由实验结果得到了 H_(c2)(0).讨论了顺磁性的来源以及在 TlBaCaCuO高温超导体中引进磁性杂质作为磁通钉扎中心以提高临界电流的可能性.     

高T_c氧化物Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的弱连结和弱钉扎性质

掺Pb的Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y氧化物是一个以110K 超导相为主的高 T_c 超导体,其零电阻 T_c 为107.1K. dc Meissner 效应表明,110K 相占样品体积的8.2%,85K 相占1.6%.不同磁场下的排磁通(Meissher)效应,超导体所占体积上限和下限的比较,不同磁场和测量电流的 R(T)超导转变,表明了样品中存在着丰富的弱连结超导电性.研究了弱连结超导体的 H_(c2)(T).直流磁化和 I_c(B)特性结果表明,大块 Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y,是个弱钉扎Ⅱ类超导体,它的 H_(cl)(77K)=25Oe,且磁化曲线中有两个峰.加热实验表明,当温度升高到355K 时,样品的正常态电阻增加,零电阻超导 T_c 从107.1K 退化到99.5K.     

Si对LaNi_5相关系与贮H_2性能的影响

本文用X射线多晶衍射方法和差热分析方法研究了LaNi_(5-x)Si_x(x≤1.25)的相关系,用排水取气法测量了样品的吸H_2性能,LaNi_5,的固溶体和新的三元化合物LaNi_4Si形成共晶体系,共晶温度1170℃,共晶点x=0.96,在单相区中LaNi_5,相点阵常数随Si替代量增加,a减小,c增大,三元化合物LaNi_4Si属正交晶系,点阵常数a=8.382,b=5.210,c=3.989。测量密度D_0=7.59g/cm~3,每单胞含两个化合式单位,可能的空间群为D_(2h)~5,C_(2v_~2和C_(2v)~4,它具有可逆的吸放H_2性能,吸H_2后形成氢化物LaNi_4SiH_3.6。La_(l-y)Si_yNi,系列样品吸H_2量随Si含量增加而很快下降,LaNi_(5-x)Si_x系列样品吸H_2量随Si含量的增加稍略下降,平台压力也下降,LaNi_(4.8)Si_(0.2)的生成自由能为476cal/mol H_2,固溶体氢化物的稳定性比LaNi_1高。     

高T_c氧化物Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y大块超导体的弱连结和弱钉扎性质

掺Pb的Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y氧化物是一个以110K 超导相为主的高 T_c 超导体,其零电阻 T_c 为107.1K. dc Meissner 效应表明,110K 相占样品体积的8.2%,85K 相占1.6%.不同磁场下的排磁通(Meissher)效应,超导体所占体积上限和下限的比较,不同磁场和测量电流的 R(T)超导转变,表明了样品中存在着丰富的弱连结超导电性.研究了弱连结超导体的 H_(c2)(T).直流磁化和 I_c(B)特性结果表明,大块 Bi_(1.4)Pb_(0.6)Sr_2Ca_2Cu_3O_y,是个弱钉扎Ⅱ类超导体,它的 H_(cl)(77K)=25Oe,且磁化曲线中有两个峰.加热实验表明,当温度升高到355K 时,样品的正常态电阻增加,零电阻超导 T_c 从107.1K 退化到99.5K.     

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T_c超导YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系输运特性的研究

本文中我们测量和研究了 YBa_2Cu_3O_(7-δ) 高 T_c 体系霍耳及磁阻效应,磁场范围 0—0.7T,温度范围 90—300K.我们发现,YBa_2Cu_3O_(7-δ)体系载流子为空穴型,空穴的浓度随温度升高而增大;在 T_(c(onset))温度以上,电阻随磁场增大而减小,出现负磁阻效应;在 T_(c(onset))温度,我们观察到磁阻随磁场增大,由正变负的现象.最后,我们对实验现象进行了分析讨论,相应提出了物理模型,解释了实验结果.