Y-Ba-Cu-O超导体转变温度的测量实验

近一年多来,高Tc氧化物超导体的发现,使我们能在液氮温区观察研究这一重要的物性,也为高校近代物理实验中增设此内容提供可能性。我们利用自制的钇钡铜氧超导体,试验开设了转变温度测量实验。经过一个学期实践,说明这套电阻法和电感法同时测量Tc的简易装置基本可行。     

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.     

Y-Ba-Cu(Cr)氧化物超导体

我们在Y-Ba-Cu-O系中得到零电阻温度Tcf为94.1K,中点转变温度Tc为95K,起始转变温度Tci为100K,转变宽度△Tc为1K的超导体。低温X光衍射结构分析结果表明,多相超导体在低温区(123—173K)有相变。因此,我们认为Y-Ba-Cu-O系中多相超导体的高Tet是低温相变引起的,并不完全是超导转变点。在该系氧化物中以Cr取代1/3的Cu,仍然得到Tcf=82.8K、Tc=83.5K、Tci=92K、△Tc=1K的超导体。     

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.     

关于二硼化镁超导体比热的一点探索

在双带密度泛函理论的基础上,研究了双能隙超导体MgB2的超导态的比热跃变ΔC(T)与能隙的关系,指出了比热跃变的主要原因,并在转变温度Tc时将ΔC(T)/Tc的理论计算值与实验值作了对比,结果符合得很好。     

超导转变温度(Tc)测量的实验

一、引言一些物质在温度低于某一值(T_c)时,其电阻率突然转变为零.这种状态称作超导状态,这类物质称为超导体。T_c 称作超导体的转变温度.不同的超导材料,其转变温度也不同.因而,超导体的转变温度(T_c)是超导材料最基本、最重要的物理参数之一,其它物理量无不与此相关.精确测量超导体的 T_c值已成为超导电性研究中必备的手段.为了培养高水平的接触近代科学前沿的硕士和博士人才,我们连续三年对固体物理、实验物理和低能核物理等专业的研究生开设了超导转变温度(T_c)测量的实验.结果表明,同学们不仅能完成实验要求,掌握实验技     

石墨插层化合物超导体研究进展

本文介绍了石墨层间化合物(GICs)超导体的发展及超导电性,重点结合GICs超导体的研究进展,特别是具有高超导转变温度(Tc=11.5 K)CaC6的研究,系统地分析和总结了当前GICs超导电性的研究现状,并对GICs超导体的发展进行一些展望.     

MgB2超导体块材的高压合成

利用高压烧结的方法成功地合成出块MgB2超导体。所获得的样品具有良好的单相性,低温磁场测量实验和电阻测量实验均表明样品具有高于39K的超导转变温度。实验结果表明,高压合成是制备和研究MgB2新型金属间化合物超导体的一种非常有效的手段。     

MgB_2超导体块材的高压合成

利用高压烧结的方法成功地合成出块状MgB2 超导体。所获得的样品具有良好的单相性。低温磁性测量实验和电阻测量实验均表明样品具有高于 39K的超导转变温度。实验结果表明 ,高压合成是制备和研究MgB2 新型金属间化合物超导体的一种非常有效的手段     

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。     

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.     

高压下二元富氢超导体的实验研究进展

自从1911年著名物理学家Onnes发现超导电性以来,人们不断努力提高超导转变温度,室温超导体是人类追逐的百年梦想。在近百年的研究历程中,铜基超导体、铁基超导体及麦克米兰极限MgB₂超导体的发现不断刷新了人们对超导领域的认知,也增强了人们进一步提高超导转变温度和挖掘高温超导机制的信心。最近,理论预测并被实验验证的新型富氢化合物显示了高温乃至室温超导电性的巨大潜力,成为室温超导体的最佳候选体系之一。值得注意的是,高压下硫氢化物和镧氢化物均具有超过200 K的超导转变温度,引领了富氢化合物的研究热潮,涌现了一些重要的理论和实验成果。本文聚焦于目前富氢化合物超导体的实验研究进展,从不同氢结构单元及氢成键特征的角度总结和归纳新型富氢化合物的晶体结构性质及超导性能。主要介绍了5种在实验上成功获得的富氢化合物超导体：间隙型、离子型、共价型、笼型及分子型。通过对比分析不同类型的富氢化合物超导体,总结出一些影响超导转变温度的普适规律,并提出目前实验上亟待解决的问题和未来主攻的实验方向。     

高临界温度氧化物超导体的超导特征参量:λζ和Δ

磁场穿透深度(λ)、相干长度(§)和能隙(△)是表征超导体处于超导态时其内禀特性的三个物理参量,是了解超导体的独特性质、探索超导机理和建立微观理论的依据和约束。本文在简要介绍传统超导体中有关λ、§和△的引入与测量方法的基础上,着重评述用于高Tc氧化物超导体中有关λ、§和△的新测量方法,以及目前对各种类型高Tc超导体所给出的实验结果。     

高临界温度氧化物超导体的超导特征参量:λζ和Δ

磁场穿透深度(λ)、相干长度(§)和能隙(△)是表征超导体处于超导态时其内禀特性的三个物理参量,是了解超导体的独特性质、探索超导机理和建立微观理论的依据和约束。本文在简要介绍传统超导体中有关λ、§和△的引入与测量方法的基础上,着重评述用于高Tc氧化物超导体中有关λ、§和△的新测量方法,以及目前对各种类型高Tc超导体所给出的实验结果。     

杂质对两能带超导体性质的影响

本文中用一个简单的两能带模型讨论了费米面复连通性对超导体性质的影响。计算表明,它的效应与各向异性类似。利用Абрикосов和Горъков所发展的格林函数方法讨论了杂质散射的影响。有杂质时只有一个能隙,且大于纯超导体两个能隙中较小的一个。加杂后转变温度,临界磁场及其在T=0°K附近的温度系数下降,但转变点比热跳跃的相对值增加。低掺杂时在实验中同时测量这些量的变化可以定量地检验理论计算。高掺杂两能带超导体的性质与单能带情形完全相同。此外,利用本文的结果讨论了Pb膜的隧道效应实验和In-Sn,In-Pb系统中的转变温度反常。     

Nb1-xB2(x=0～0.7)超导体的高压合成和超导电性

利用高温高压手段合成了系列Nb缺位的Nb1-xB2超导体.在x=0～0.7的范围内都可得到单相的AlB2结构样品.整配比的NbB2中未发现超导电性,当x大于零后,可观察到超导电性出现.最高转变温度Tc接近9K.     

原位法MgB_2-B_4C复相超导体合成及相含量调控研究

以B4C和Mg为原料合成的MgB2-B4C复相超导体具有高的临界电流密度(Jc)和高的超导转变温度(Tc),是一种有潜力的实用MgB2超导材料,其成相机理对复相MgB2超导体的相含量调控和磁通钉扎研究具有重要意义。结合经典烧结理论,研究了B4C-Mg真空固相烧结制备MgB2-B4C复相超导体的超导相形成和晶粒生长过程,给出了B4C-Mg的金斯特林格扩散模型和MgB2晶粒生长过程。通过选择B4C原料粒径,MgB2-B4C复相超导体超导相体积相含量在18%-88%范围可控。相含量88%的MgB2-B4C复相超导体临界转变温度达33.5K,转变宽度1.5K。10 K环境6T外场下电流密度可以达到1×104A/cm2,表明MgB2-B4C复相超导体具有良好的磁通钉扎行为。     

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…     

在小型制冷机中测量薄片交流磁化率以决定超导转变温度的装置

本文介绍了一种利用电磁感应原理和超导磁效应,在小型制冷机中测量超导体转变温度的装置.本装置包括密闭的真空室、压缩制冷机、真空泵、真空计、锁相放大器、温控仪、计算机、线圈绕组.其中,线圈绕组置于真空室内,由初级线圈和次级线圈组成,初级线圈和次级线圈分别绕制在两个线圈骨架上;被测超导薄片材料放置于初级线圈和次级线圈之间;压缩制冷机用来为超导材料制冷;真空泵用来对真空室抽真空;温控仪用来测量和控制真空室内的温度;锁相放大器为初级线圈提供交流电压信号,并测量次级线圈的电信号以得到交流磁化率值;计算机记录温控仪测得的温度数据和锁相放大器测得的次级线圈的电压信号,并显示锁相放大器测得的次级线圈的电压信号随温度变化的曲线.实验证明该装置可以通过测量超导体交流磁化率的变化测得超导转变温度,具有自动化测量及测试成本低等特点.