Bi-2223喷雾热分解粉末热处理工艺优化

Bi-2223 带材目前在电流引线、 超导电机、 超导电缆、 超导限流器等领域实现了许多示范性应用, 载流性能是表征其性能的重要指标, 而高质量的前驱体粉末是最终带材性能的关键保障. 本文选用具有工艺简单、 粉末效率高、 批次稳定性好等优点的喷雾热分解法制备的Bi-2223 前驱体粉末, 利用 TG-DSC、XRD、SEM 等测试手段对低氧条件下不同保温时间烧结的粉末进行分析, 并结合最终带材的载流性能测试结果, 获得了最优粉末烧结参数, 为后续喷雾热分解粉末的进一步生成 Bi-2223 相以及高性能粉末的制备提供了依据.     

超导及其应用专题编者按

1911年荷兰科学家Heike Kamerlingh Onnes首次在金属汞中发现超导现象以来,超导作为人类发现的第一个宏观量子现象已经有百余年的研究历史.在这百余年的时间里,人们对传统的低温超导材料的认识及应用已经取得了巨大的成就,尤其是关于其超导机理的BCS理论的建立极大地推动了凝聚态物理的发展.在铜氧化物高温超导体发现后的近三十余年里,源于对其机理的研究开辟了基础物理新的领域,也为超导体的应用带来了新的技术.然而,非常规高温超导机理的研究和高临界参数的新超导体的探索仍面临许多挑战.     

微量Co3+掺杂对GdBCO薄膜结构及超导性能的影响

采用自主研发的无氟高分子辅助金属有机物沉积(FF-PAMOD)法在LaAlO_3单晶基底上制备微量Co~(3+)掺杂的GdBCO薄膜,研究不同掺杂量对薄膜结构和超导性能的影响。结果表明,掺杂量x为0.001的薄膜(GdBa_2Cu_(3-x)Co_xO_(7-z))具有更好的c轴织构和更加平整致密的表面微结构,以及在77 K自场具有最高的临界电流密度(J_c)。此外,与纯样相比,该掺杂样品(x=0.001)在磁场下显示出更高的J_c(77 K, 30 K),这可能是Co~(3+)掺杂对薄膜外延生长的促进和掺杂引入的钉扎中心共同作用的结果。     

超导直流限流断路器研究

针对柔性直流电网的短路故障电流上升速度快、幅值大的特点,基于超导材料的特性,提出一种基于电阻型超导限流单元产生过零点的直流限流断路器拓扑。在理论分析的基础上,结合超导带材在直流冲击试验下的电阻变化情况,建立了电阻型超导限流单元的等效模型。在分析超导直流限流断路器工作原理的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了系统仿真模型,对该拓扑进行验证。仿真结果表明,该超导限流断路器对直流系统稳态运行无影响,系统发生短路故障后,能够迅速限制和分断短路电流,提高了柔性直流电网运行的可靠性。     

核磁共振磁体超导接头工艺研究进展

高度稳定的磁场对于核磁共振（NMR）波谱仪至关重要.为了保持磁场的稳定性,高质量的超导接头必不可少.它在过去几十年中,受到NMR超导磁体研究人员的广泛关注.本文从五个部分介绍了超导接头技术的研究进展：第一部分简要介绍了NMR超导磁体和超导接头的发展;第二部分概述了低温超导体材料之间超导接头的研究进展;第三部分介绍了高温超导体材料之间的接头;第四部分讨论了有关超导接头电阻的测量技术;最后,提出了对超导接头技术研究的展望.     

自旋涨落与非常规超导配对

铜氧化物高温超导、铁基高温超导、重费米子超导和k-型层状有机超导等超导体的超导态都与磁性有序态相邻,且超导能隙在动量空间一般存在变号.因此,这些超导体的超导机理被认为有别于常规BCS超导中的电子交换声子导致的各向同性s-波配对.在这些非常规超导中,自旋涨落被认为是导致电子形成库珀对的主要起源之一.本文主要以铜基和铁基高温超导为例简要综述非常规超导中的自旋序和自旋涨落性质,二维哈伯徳模型中超导的起因及在解释铜基和铁基高温超导配对对称性的应用,以及与非常规超导紧密相关的中子自旋共振模性质和理论解释.我们认为,尽管磁性和超导性的相互影响已经过多年研究,但仍是当前一个富有挑战的活跃研究领域.     

EuS/Ta异质结的极大磁电阻效应

在铁磁/超导异质结中,铁磁体的交换场通过近邻效应将导致超导体准粒子态密度的塞曼劈裂.基于该效应,在外磁场不强的情况下,通过外加磁场可以有效地调节铁磁/超导界面处的交换作用,从而实现超导体在正常态和超导态之间转换,产生极大磁电阻.本文利用脉冲激光沉积方法制备了EuS/Ta异质结并研究了其电磁特性.Ta在3.6 K以下为超导态,EuS在20 K以下为铁磁态.在2 K时,EuS/Ta异质结中可观测蝴蝶型磁滞回线,证明在低磁场下(<±0.18 T)异质结中EuS铁磁态和Ta超导态共存.磁输运测试表明,通过施加外磁场可以有效调节EuS的交换场,随着交换场的增大,同时也加强了界面处的交换作用,从而抑制Ta的超导态,实现了Ta在超导态和正常态之间的转变,在EuS/Ta异质结中观测到了高达144000%的磁电阻.本文制备的EuS/Ta异质结具有极大磁电阻效应,在自旋电子学器件中有潜在的应用前景.     

腔QED中利用超导量子干涉仪实现Toffoli门

基于腔量子电动力学技术,提出了利用三能级超导量子干涉仪实现Toffoli门的理论方案.利用超导量子干涉仪与腔场发生耦合,以及与外加经典脉冲发生共振跃迁来实现量子态的演化控制.该方案可以拓展到N比特Toffoli门的实现.最后,讨论了逻辑门的实验可行性,四比特Toffoli 门的作用时间约为30 nm,它远小于腔衰减时间...     

含超导材料Thue-Morse序列一维光子晶体传输特性研究

超导光子晶体是一类重要的带隙可调谐的光子晶体.利用传输矩阵法研究了含超导材料的Thue -Morse序列准周期结构—维光子晶体在可见光波段的传输特性.数值结果表明在正入射时,光子带隙宽度和位置基本不随序列项数的增加而改变;准周期超导光子晶体的传输特性可以通过改变传统电介质材料的结构参数和环境温度等来进行调节.     

Superconductivity and spin fluctuations

In the conventional superconductors, the Cooper pairs are mediated by phonons, which is a process where only the correlations between the phonons and the charge properties of the electrons are needed. However, superconductivity can also be derived from other types of elementary excitations. The spin fluctuations are arguably the most promising candidate that can mediate such unconventional superconductivity. In some of the important systems such as cuprates, Fe-based superconductors and heavy-fermion superconductors, spin fluctuations play a key role in the mechanism of their superconductivity although there are still many debates. In this paper, we will give a brief review on the correlation between the spin fluctuations and superconductivity.