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.     

Ti对Nb管富Sn法多芯Nb_3Sn超导转变温度T_c的影响

利用电阻法和电感法分别测量了不掺Ti和不同掺Ti量的一组Nb管富Sn法多芯Nb_3Sn样品的超导转变温度T_c,结果表明,掺Ti提高多芯Nb_3Sn T_c的主要原因是掺Ti以后改善了Nb_3Sn的冷收缩应力。     

一种新的简易共蒸Nb_3Sn膜的制备及其电子显微术(TEM)研究

一种新的简易共蒸发技术,成功地制备了超导化合物 Nb_3Sn薄膜,临界温度T_c为18K。用该膜为电极材料制作的Nb_3Sn-Pb隧道结,具有典型的直流I-V特性曲线并测得Nb_3Sn膜的能隙值为 3.1meV。电子显微术(TEM)观察研究表明,这种新的简易共蒸术制备的高T_cNb_3Sn膜,是单相的A15型超导化合物Nb_3Sn,具有共蒸A15型超导化合物微结构的基本特征,高分辨电子显微术(HREM)观察到大范围内(500A)Nb_3Sn的二维晶格条纹象。     

Nb_3Sn正常-超导转变时的比热反常

在16.0°K—20.3°K之间测量了Nb_3Sn样品的热容量。Nb_3Sn在临界温度附近的比热跳跃值ΔC=2.21(±5％)焦耳/克分子·度。样品的临界温度T_c=17.88°K,转变宽度ΔT_c≈0.2°K。ΔC值利用热力学关系式确定了Nb_3Sn在0°K时的热力学临界场H_0=5300奥斯特。 利用本文的结果和文献上关于热膨胀系数的跳跃值Δα及T/P值验证了热力学关系式。 扼要地描述了比热测量装置.     

复合超导线的交流测量中出现多相转变台阶的简单解释

本文提出,文献[1]用交流电阻法测量复合超导线转变温度时所观察到的多相转变台阶可以用普遍存在的电磁感应解释.     

Nb3Sn-Nb3Sn低电阻接头制作及装置分析

制作性能良好的Nb_3Sn-Nb_3Sn低电阻超导接头是Nb_3Sn超导体及相关高场磁体实现工程应用关键技术之一。主要介绍了青铜法Nb_3Sn-Nb_3Sn线材低电阻超导接头制作工艺及所需装置结构,同时仿真分析了装置是否满足后续实验要求。分析结果表明,当施加120.33 N力时,该装置结构保持稳定,产生微小形变符合预期,满足实验要求。为后续制作性能优良低电阻超导接头实验提供坚实技术支持。     

超导转变温度T_c的测量

临界温度T_c,临界磁场H_c和临界电流密度J_c是表征超导体的三个主要参数,在探索高温超导体的途径中,测定T_c也是一项重要的工作。通常,用电阻法和电感法测量T_c。电阻法是根据试样中电阻减小为零来测量,而电感法是基于超导体的迈斯纳效应。本文着重介绍一套利用电感法测量超导体临界温度T_c的装置。采用数一模转换器由X-Y记录仪直接描绘超导转变曲线,观察超导转变过程。一套由DWT-702改装的恒温控温装置,可作4.2—20K的定点测量。整个装置操作简单、控制容易,精确度较高,为大量探索高温超导体提供了有利条件。     

一种反常的小样品超导转变曲线

本文介绍了我们在用电阻法测量小样品T_c时获得的一种反常超导转变曲线,并对造成这种超导转变曲线畸变的原因做了分析.     

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.     

添加元素Ti、In对Nb管富Sn法Nb_3Sn生长特性和超导性能的影响

采用Nb管和高Sn含量的Cu-Sn,Cu-Sn-Ti,Cu-Sn-In合金之间的内扩散法制备了Nb_3Sn多芯超导复合线,研究了Nb_3Sn反应扩散热处理条件和添加元素Ti、In对Nb_3Sn反应层生长动力学、组织结构和超导性能的影响。结果表明:母材中添加适量的第三元素Ti或In均提高Nb_3Sn反应层生长速率,与In相比,Ti的效果更为显著.添Ti样品的T_c值在母材添Ti量为0.4w/o处出现峰值,比末添Ti样品的T_c值升高0.3K.添Ti样品的H_(c2)(o)值随母材添Ti量增加单调提高,当母材添Ti量为0.76w/o时,其H_(c2)(o)值由未添Ti样品的21T提高到大约29T.在4.2K和15T脉冲背景磁场(脉冲上升时间t_m=10ms)下,添Ti和添In样品的J_c(non Cu)值分别可达6×10~4Acm~(-2)和2.5×10~4Acm~(-2).     

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.     

掺TiNb3Sn超导性能改善机制研究

在 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线中添加合金元素 Ti 使其超导性能特别是在高场下的临界电流密度 J_c 得到显著改善.T_c 值提高约0.3K,H_(c2)(0)值提高到大约29Tesla,在4.2K_2 15T 和20T 脉冲背景磁场下(脉冲上升时间为10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达到4.4×10~4A/cm~2和3.3×10~4A/cm~2.在实验事实基础上,认为在低温下(<43K)掺适量Ti 元素的 Nb_3Sn 会发生部分马氏体相变,并用此观点结合磁通钉扎基本原理,对掺适量 Ti元素 Nb_3Sn 超导性能显著改善的事实进行解释,得到了一个改善掺适量 Ti Nb_3Sn 超导性能的可能机制.     

超导体电输运及交流磁化率双模式测量系统研制

介绍了一种基于小型制冷机的超导转变温度电输运和交流磁化率双模式单腔测量装置。该装置包括电输运法测量和交流磁化率法测量两部分,分别实现对高温超导薄膜样品的超导转变温度的测量。电输运法测量部分利用四点法测量原理对超导薄膜的电阻进行测量,获取电阻随温度变化的曲线;同时利用电流换向法消除热电势带来的测量误差,以进一步提高测量的精度。交流磁化率法测量部分利用的是电磁感应原理和超导磁效应。该部分包含有初级线圈和次级线圈,超导样品放置于两线圈之间。初级线圈用于产生交变激励磁场,次级线圈的输出信号反应了超导样品磁化率的变化,其输出信号由锁相放大器获取。测量过程中使用计算机自动记录测量数据。     

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.     

添加元素Ti对多芯Nb／Cu挤压管法Nb3Sn超导性能的影响

采用多芯 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线,研究了添加元素 Ti 对 Nb_3Sn反应层生长动力学及超导性能的影响.添加元素 Ti 明显提高了 Nb_3Sn 反应层生长速率.T_c值提高0.3K,H_c_2(O)提高到大约29T.在4.2K、15T 和20T 脉冲背景场下(脉冲上升时间t=10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达4.4×10~4A/cm~2和3.3 ×10~4A/cm~2.     

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.     

欧姆加热共蒸镀法制备的Y-Ba-Cu-O薄膜的超导电性及其各向异性

我们利用欧姆加热共蒸发的方法首次制备出了一块超导薄膜。目前的结果是:起始超导转变温度为95K;零电阻温度为78.6K;转变宽度为12K(正常电阻的10%到90%).对几种物理量,如室温电阻及超导转变温度 T_c 表明,样品是各向异性的.电阻温度曲线表明,在超导转变温度 T_c 以上存在一个电阻极小值点,这可能与电子局域化及氧原子的迁移有关.     

欧姆加热共蒸镀法制备的Y-Ba-Cu-O薄膜的超导电性及其各向异性

我们利用欧姆加热共蒸发的方法首次制备出了一块超导薄膜。目前的结果是:起始超导转变温度为95K;零电阻温度为78.6K;转变宽度为12K(正常电阻的10%到90%).对几种物理量,如室温电阻及超导转变温度 T_c 表明,样品是各向异性的.电阻温度曲线表明,在超导转变温度 T_c 以上存在一个电阻极小值点,这可能与电子局域化及氧原子的迁移有关.     

Bi—Sr—Ca—Cu—O新体系块状超导材料研究

采用固相反应法制备Bi-Sr-Ca-Cu-O新体系超导块材,超导电性与材料组份及热处理工艺密切关联.液氮温区以上,体系存在T_c 为120K和85K两个超导相,寻求最佳工艺条件分别获得3在111K和91K电阻为零的块状样品.     

Fe1.01Se0.4Te0.6单晶的超导电性研究

本文采用自助溶剂法生长得到Fe1.01Se0.4Te0.6单晶样品,超导零电阻温度Tczero=11.0 K,部分样品经400℃进行48小时退火之后,超导零电阻温度变为Tczero=7.0K.分析表明退火后样品的Fe含量变大,超导电性被部分抑制.通过磁场下电阻率-温度曲线的实验测量,用WHH(Werthamer-Helfand-Hohenberg)方法估算得到退火前后样品在0K附近的上临界场分别为83.2T和61.3T.上临界场μ0Hc2(T)随温度变化曲线在0T附近向高温方向上翘,说明样品具有"二流体"行为.直流磁化曲线在40K和120K分别出现向下弯曲,40K处的变化可能对应于过量Fe的自旋冻结.应变测量结果显示样品在117K时应变值发生一个突变,变化量约为晶格参数的0.06%,显示样品发生一个结构相变.因此,120K处的磁化下降对应于样品从四方相到正交相的结构转变.