Bi—Sr—Ca—Cu—O体系中的120K超导相研究

本文报道了在 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系中发现120K 相的实验结果.样品的电阻在130K 时开始超导转变,在120K 时下降到约为130K 时的8%,最后在98K 出现零电阻.文中对样品进行了相分析和显微结构观察.     

欧姆加热共蒸Y—Ba—Cu—O薄膜的金属—非金属转变及其对超导电性的影响

利用欧姆加热三元共蒸的方法制备了 Y-Ba-Cu-O 薄膜.研究了组分、热处理温度和降温速度诱导的金属-半导体转变及其对超导电性的影响.在这些研究的基础上,第一次利用欧姆加热三元共蒸方法获得了零电阻温度超过液氮温度的 Y-Ba-Cu-O 超导薄膜.其起始超导 T_c为98K,零电阻超导 T_c 为78.6K,中点超导 T_c 为84K,△T_c 为12K.     

氧化物超导体研究中的又一重大突破──T_c高于110K的超导体研制成功

1986年,J.G.Bednory和 K.A.Muller在La-Ba-Cu-O系首先发现了具有KNiF结构的氧化物超导体,超导转变温度约为35K.随后,人们对稀土-Ba-Cu-O体系进行了广泛的研究,合成了超导转变温度高于90K具有畸变有序钙钛矿型结构的YBaCuO超导体.1987年,C.Michel报道了超导转变温度为7-22K不含稀土的BiSrCuO超导体.相继日本、美国、中国报道了在Bi-Sr-Cu-O体系中得到了Tc高于84K,并在110K观测到具有明显抗磁性的超导体. 我们于 1988年3月1日 ,在一个新的体系,TI-Ba-Ca-Cu-O中获得了迄今超导转变温度最高的超导体.其零电阻温度为114K,并在1…     

高频溅射法制备Bi—Sr—Ca—Cu—O超导薄膜

以单晶 YSZ、YAG 为衬底,用高频溅射法制备了 Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导薄膜,膜厚为0.5—1μm,其中两个样品的超导性能为 T_c(onset)=92K,T_c(mid)=78K,T_(ce)=42K 和T_c(onset)=95K,T_c(mid)=78K,T_(ce)=36.5K,经分析,后者的组成近似地为Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_x.对靶组分、溅射和热处理条件与生成的膜成分、物相、形貌以及超导电性的关系做了讨论.     

新型铁基超导体材料的研究进展

文章主要介绍了碱金属插层法合成新型铁基超导体的研究进展.通过采用碱金属K对FeSe层状材料插层的方法,得到了一种新型的铁基超导体K0.8Fe1.7Se2,并对该材料的晶体结构与物性进行了研究.结果表明,该化合物的超导转变温度达到30K,这是FeSe体系在常压下的最高超导转变温度.同时,观察到该体系中存在转变温度为43K的超导相,但未得到纯相.通过磁性元素Co的掺杂研究,进一步加深了对K0.8Fe1.7Se2体系超导演化规律的认识.该超导体的发现对深入认识铁基超导体的超导机理,探索具有更高超导转变温度的铁基超导体具有重要意义.     

ITER电流引线高温超导叠制作工艺及性能测试

ITER高温超导电流引线载流能力最大要达到68 kA,一根电流引线共需要1000多根银金基Bi-2223高温超导带并联.这些高温超导带分成90叠,每叠由12层带组成.银金基Bi-2223带价格是普通银基Bi系带的4～5倍,而目前欧洲超导公司提供的超导叠的报价几乎是其带价格加倍,所以开发超导叠的制作工艺是非常有价值的.本文详细的介绍了超导叠的真空钎焊制作工艺,并进行了77 K下超导带的接头电阻测试和77 K自场下的临界电流测试,以及模拟在实际运行温度65～5 K条件下高温超导叠的载流能力测试和接头电阻的测试.测试结果证明了此工艺的可行性.     

CrAs——第一个Cr基化合物超导体的发现

非常规超导体自发现以来便引起了凝聚态物理学家的广泛兴趣,诸如重费米子超导体,铜基高温超导体和铁基高温超导体等。这类超导体的一个基本特征是,当长程反铁磁序被抑制时会出现超导现象。而要破坏长程磁有序,除了掺杂不同元素以引入电荷载流子或者化学压力外,物理加压也是一种有效的调控手段。文章将介绍第一个Cr基化合物超导体——CrAs单晶通过物理加压首次实现超导电性的过程。当压力为8 kbar时,超导临界温度出现在2K,这时发生在常压下265 K的一级反铁磁相变被完全压制。在CrAs体系中,超导与反铁磁序之间的竞争关系说明CrAs是非常规超导体。CrAs的超导也为发现新型超导体打开了一扇大门。     

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.     

YBCO-SrTiO_3-YBCO多层薄膜超导线圈

采用射频磁控溅射在(100)SrTiO_3衬底上生长了 YBCO-SrTiO_3-YBCO 多层薄膜,并结合氩离子束刻蚀技术加工了线条宽10μm 共9匝的多层结构超导线圈,研究了总长约9.4mm宽10μm YBCO 线条的超导连通及超导连接和超导线条绝缘跨接的情况.线圈超导连通 T_c为82K,在77K 的 J_c 为5.4×10~4Acm~(-2),SrTiO_3绝缘层在77K 的电阻率为3.9×10~3Ωcm,基本可以满足薄膜磁通变换器中多匝输入线圈的工艺要求.     

(Bi,Pb,Sb)-Sr-Ca-Cu-(O,F)高温超导体的合成及其结构性能研究

本文首次报道了对零电阻温度为115K 的(Bi,Pb,Sb)-Sr-Ca-Cu-(O,F)系列块状超导材料的研究.讨论了材料的化学组成、制备工艺条件、晶体结构等与高温超导电性的关系.从热力学及高温反应动力学方面探讨了 Sb 和 F 的掺杂对体系高温相形成与生长所产生的综合影响.电磁测量和 X 射线衍射结果都表明,体系中除主要为115K 高温相和少量的85K 低温相之外,还发现151K 以上的超高 T_c 相,对这些异常高温相出现的条件和稳定性等问题进行了讨论.     

Sm2-xCexCuO4的物性研究

制备了Sm2-xCexCuO4的多晶样品.X-射线粉末衍射结果表明,该系列样品为K2NiF4214结构,当0.090.17时,为T'相.电阻率测量在0.15,0.17,0.19样品上观测到超导转变.最高Tc对应于x=0.17为13.6K,均远低于(Pr0.8La1.2)1.85Ce1.2CuO4 的超导转变温度(30K).这是由于该系列样品在远高于超导转变温度时就存在更强的载流子局域化效应.磁化率测量结果表明x=0.17的样品为体超导.该体系样品的Tc低、抗磁信号小与载流子的强局域化效应有关.热电势测量结果表明,在最佳超导组份附近斜率改变符号,欠掺杂区域载流子为电子型,过掺杂区域载流子为空穴型.     

铁基超导材料超导能隙在不同费米面上分布的三维示意图

最近发现的高达55K铁基高温超导体结束了铜氧化物在超导转变温度高于40K的领域一统天下的局面.与铜氧化物高温超导体一样,超导配对对称性对于理解这一新的体系有着重要的作用.配对对称性包含超导能隙在动量空间的大小和相位信息,也就是打开超导电子对(库珀对)破坏超导在各个方向上所需要的能量,即电子对的结合能有多大,结合方向是什么,这些重要信息都能够从超导体的配对对称性中反映出来.     

铁基超导体的角分辨光电子能谱研究进展

最近发现的超导转变温度高达55K铁基高温超导体结束了铜氧化物在超导转变温度高于40K的领域一统天下的局面.与铜氧化物高温超导体一样,超导配对对称性对于理解这一新的体系有着重要的作用.文章利用角分辨光电子能谱实验手段,全面地研究了铁基材料的能带结构和费米面以及它们随载流子掺杂浓度变化的演化过程,发现了铁基超导体中依赖费米面的无节点的超导能隙,指出了费米面间的相互作用对超导配对起着关键作用.     

离子束溅射沉积制备高JcYBa2Cu3O7—δ超导薄膜

本文报道应用离子束溅射沉积制备高 T_c 高 J_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.较详细地考察了影响薄膜组份比和晶粒取向的主要因素.实验表明采用本文提出的组合溅射靶可方便而又精确地调节薄膜 Y、Ba、Cu 组份比.详细描述了获得高度取向薄膜的工艺条件,获得了零电阻温度 T_(c0)=88～90.5K 和临界电流密度 J_c=1.5×10~3A/cm~2(77K)的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.     

Bi-2212超导圆筒初始粉制备

为了提高应用于感应屏蔽型限流器的超导圆筒性能,也为了了解初始粉对部分熔融工艺参数,最终块材性能以及微观结构的影响.本文采用不同的初始粉制备工艺制备了Bi-2212初始粉,分析了初始粉的物相组成,碳含量,并应用部分熔融工艺烧制成超导块材.用扫描电镜观察了最终超导块材中的相和微观结构.标准的四引线法测得77K下自场的临界电流密度可超过1,000A/cm2.超导圆筒的临界电流达到200A.     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta,Mo和W上制备MgB2 超导厚膜 .厚膜中的MgB2 晶粒结合紧密 ,粒度小于1μm ,呈随机取向生长 .电阻测量表明沉积在Ta ,Mo,W上的MgB2 厚膜的超导起始转变温度分别为 3 6.5K ,3 4.8K ,3 3 .4K ,对应的转变宽度为 0 .3K ,1.5K和 2 .0K .三种基底上制备的MgB2 厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况基本相同 ,MgB2 Mo厚膜的临界电流密度在 5K ,1T时可达 1.2× 10 5A cm2 .本工艺可以随意控制膜的厚度、形状、大小 ,也可进行双面沉积 ,且制备出的MgB2 厚膜的超导性能优良 ,为MgB2 超导体的实用化提供了可能     

利用电泳技术在不锈钢和铁基底上制备MgB2带材

本文首次报道了利用电泳技术在铁和不锈钢基底上制备MgB2超导带材.电阻测量表明,沉积在铁和不锈钢基底上MgB2带材的超导零电阻转变温度分别为37.5K和31K,超导转变宽度分别为0.3K和1K.磁测量表明,(5K,OT)时不锈钢基底上带材的临界电流密度为6×105(A/cm2).X射线衍射谱和扫描电子显微镜图象表明样品结晶良好,晶粒生长致密.本工艺制备MgB2带材时不受系统真空度的限制,生长迅速,成本低廉,并且可以根据不同的需要任意选择基底的形状和大小.     

Tl_4Ba_3Ca_3Cu_4O_y系统的超导电性和磁化反常

Tl_4Ba_3Ca_3Cu_4O_y 氧化物超导体中存在100K 和120K 两个超导相.测量电流为10mA 时,零电阻超导 T_c 为119K.DC 磁化结果表明:在77K 时不可逆场约为2200O_e,冻结磁通密度11.6G,样品是弱钉扎Ⅱ类超导体.Meissner 效应测量结果表明:Meissner 信号的61%是120K 相的贡献,39%是100K 相的贡献.超导体积的上限和下限的比较,不同磁场和测量电流的 R(T)超导转变以及磁化反常表明:我们的样品中存在着大量的弱连接超导电性,并构成邻近效应超导体,研究了它的日 H_(c2)(T).并由邻近效应超导体的磁化曲线演算出它的超导参量.     

基于铅铟合金线的SFQ多芯片超导互连方法研究

用基于铅铟合金线的引线键合(WB)工艺对单磁通量子(SFQ)多芯片的超导互连方法进行了研究,将铅含量75%,铟含量25%的铅铟合金线制备成WB线材,用超声楔形焊工艺成功实现SFQ芯片I/O接口焊盘的超导互连.拉力测试表明室温下铅铟合金线键合强度与同线径金线相当,优于同线径铝线;用开尔文四端法测量了铅铟合金线互连的多级超导转变温度以及线材与超导芯片之间的接触电阻,结果表明该铅铟合金线的超导转变温度为6.63 K,当温度降低至6.63 K或更低时,铅铟合金线的线阻以及线材与SFQ芯片I/O接口焊盘的接触电阻为0,实现了超导互连;并通过热冲击实验验证该WB结构具有优异的热稳定性.     

Cu1-xZnxIr2S4系统的超导电性

具有常式尖晶石结构的CuIr2S4在约为230K时经历金属-绝缘体一级相变.研究发现,用Zn替代Cu时,系统的基态由绝缘体转变为超导体.本文概述了Cu1-xZnxIr2S4系统的超导参量以及压力效应的实验研究,结果表明该超导体系符合基于电-声作用的BCS超导理论.压力导致的超导体-半导体转变显示出超导Cooper对与小双极化子的竞争,暗示系统具有较强的电-声耦合.