高温超导磁体临界电流影响因素的研究

临界电流值是描述Bi2223高温超导带材性能的一个基本参数,在一定的温度条件下,Bi2223高温超导带材的临界电流是带材所在位置磁场大小和磁场方向的函数,其短样的临界电流值可以通过四引线法测量,单根超导带材的自场很小,磁场对临界电流的影响可以忽略.高温超导磁体的临界电流被定义成引发该磁体失超的最小电流,高温超导磁体的自场比单根超导带材的自场要大得多,磁体各个位置的磁场大小和方向各不相同,很难用理论的方法准确计算磁体的临界电流.对于高温超导磁体而言,除了磁场的影响因素以外,绕制磁体所用的超导带材自身的均匀性也是影响其临界电流的一个重要因素.本文对这两个因素进行探讨,并着重讨论高温超导带材自身的均匀性对临界电流大小的影响,本文的结论可以为高温超导磁体的设计、磁体绕制时带材的选择、磁体运行时安全工作电流的确定提供帮助.     

钙钛矿锰氧化物(Nd1-xLax)0.5Ca0.5MnO3体系中的铁磁再入现象

研究了(Nd1-xLax)0.5Ca0.5MnO3(0≤x≤0.5)体系的X射线衍射谱,Raman吸收谱和电输运特性.通过电输运性质的测量给出了金属绝缘转变温度Tm与A位离子平均半径之间的关联.结果表明,La3 离子的掺杂压制低温下的电荷有序,导致金属绝缘转变开始出现,且随掺杂浓度的增加,金属绝缘转变(MI)温度(Tm)向高温区移动,对应的峰值电阻率ρp降低.X射线衍射谱和电输运特性均表明,La3 离子的掺入使得A位平均离子半径(〈rA〉)增大,导致局部晶格畸变减小.在掺杂量0.3≤x≤0.5的区域范围内,随着x的增加,双交换作用逐渐增强,有利于低温下铁磁态的形成.但热循环实验的研究结果表明,这种铁磁态属于亚稳态,在能量上反铁磁态比铁磁态更稳定.     

Bi-2223带材有阻焊接接头电阻特性的研究

本文针对Bi-2223/Ag带材接头有阻焊接展开研究,考虑大电流时超导I~V特性非线性影响,建立焊接接头电阻特性的有限元计算模型,总结出不同搭接距离和焊锡层厚度对接头电阻的影响规律,并着重分析了接头电阻对临界电流的影响,最终通过实验验证了理论分析得到的一些基本规律.为降低Bi-2223/Ag带材接头电阻对高温超导磁体运行时的不利影响,实际焊接时搭接距离应保证在7~10cm以上.     

适用于3G移动通讯的高温超导窄带滤波器

研制了一种适用于3G移动通讯基站接收机的高温超导窄带带通滤波器.其中心频率为1949.85兆赫兹,带宽为9.7兆赫兹.为了实现极高性能,理论设计了12阶准椭圆(quasi-elliptic)函数型滤波器,引入了3对传输零点.滤波器的计算机仿真是用Sonnet软件完成的.此滤波器是在直径为2英寸、厚度约为0.5毫米的氧化镁双面超导薄膜上制作的.实测表明,达到了极高的性能要求:相对带宽0.49%,带边陡度>150dB/MHZ,带外抑制>60dB,插入损耗<0.2dB,反射损耗<-14dB.     

CDMA移动通信用高温超导滤波器的研制

本文提出了一种新型H型环带谐振器,具有结构紧凑,尺寸小,Q值高,非相邻耦合弱等优点.该谐振器在一侧设置了一个开口,改变开口位置,可以在较大范围内改变谐振器谐振频率,并且能够改变基频和二倍谐频之间的频率间隔.对于直连型馈线引入方式,H型环带谐振器容易实现外部Q值的匹配,同时对输入/输出端谐振器的谐振频率影响很小.本文还基于H型环带谐振器,采用2英寸双面YBCO高温超导薄膜设计并制作了用于CDMA移动通信系统的12节高温超导滤波器.该滤波器的中心频率为832MHz,相对带宽为1.6%.在70K温度下的测试结果显示滤波器的带内插入损耗低于0.28dB,反射损耗优于-15.5dB,带外抑制约为75dB,通带低频端带边陡峭度超过30dB/MHz,高频端带边陡峭度超过20dB/MHz.     

HeⅡ中元激发和色散关系的计算机模拟研究

液体HeⅡ的色散关系涉及到元激发的类型以及它们之间的相互作用,对液体4He物理性质的解释和实际应用都是至关重要的,因此从理论和实验两个方面展开对它的研究一直是液体4He研究的热点之一.本文采用计算机模拟的方法对液体HeⅡ的元激发和色散关系进行了比较深入的研究,给出了在一定温度范围内色散关系的统一解析表达,并在此基础上计算出自由能以及熵随温度的变化关系,模拟结果与实验数据吻合得很好.     

La2/3Ca1/3MnO3超薄膜应力弛豫过程及性质研究

锰氧化物庞磁电阻材料超薄膜的应力弛豫特性的研究对理解这一强关联体系的特性及应用都具有重要的意义.为此,我们研究了不同温度退火的La2/3Ca1/3MnO3/LaAlO3超薄膜的形貌、结构、电输运特性等.发现退火导致的应力弛豫对薄膜的性质有很强的调制作用,其电输运性质及结构呈现明显的阶段性变化过程,我们提出了一个高温应力弛豫模型对所观察到的实验现象进行了解释.实验中观察到的规则的自相似网状纳米结构,显示了薄膜应力弛豫过程中自组织生长的分形特征.     

高温超导薄膜共面谐振器的微波响应研究

通过对YBCO/LAO和TBCCO/LAO高温超导薄膜共面谐振器共振频率f0与温度依赖关系的测量分析可以得到YBCO在绝对零度时的穿透深度λ0~198nm,TBCCO在绝对零度时的穿透深度λ0~200nm.对上述两种共面谐振器的有载品质因数和插入损耗随温度变化的测量,结果表明TBCCO超导薄膜比YBCO具有更低的微波表面电阻.     

Tl2Ba2CaCu2O8薄膜高温超导滤波器研制

开发了一种基于模型的高温超导滤波器仿真设计方法和一种紧凑的组群式G型谐振器结构,研制出了用于WCDMA系统上的带宽为20MHz中心频率为1950MHz的8阶高温超导滤波器.该滤波器由Tl2Ba2CaCu2O8薄膜制作而成,制作在LaAlO_3衬底上,尺寸大小仅为26mm×18mm.实测结果显示滤波器的最小插入损耗为0.25dB,带外抑制大于70dB,回波损耗好于-16dB,实测的滤波器带宽、中心频率以及边带陡峭度也与仿真设计结果吻合很好,验证了设计方法和制作工艺的准确性.     

不同退火温度对球磨法制备La2/3Ca1/3MnO3的微观结构和电磁输运行为的影响

本文研究了在球磨法制备La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的过程中,不同退火温度对多晶陶瓷样品在微观结构和电磁输运行为方面的影响.结果表明,退火温度为850℃时,样品已经形成La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3相;900℃以下,样品的晶粒为200~300nm,存在明显的晶界效应,在低温区出现明显的CMR效应;随退火温度升高,晶粒迅速长大至微米级,在1400℃退火时达4~5μm,表现出与固相反应法样品类似的性质,并且在金属-半导体转变温度附近出现较大的CMR峰值,在0.3T外场下达22%.