喷雾沉积热分解法在SrTiO3和织构的Ag基底上制备YBa2Cu3O7-x涂层超导膜

本文研究了用喷雾沉积热分解法在(110)Ag单晶、{110}<011>Ag带、(100)SrTiO3三种不同的基底上制备YBa2Cu3O7-x涂层超导薄膜.通过对溶液成份,载气流量,沉积温度,退火时间等条件的系统研究,我们发现上述参数与薄膜的成份,表面形貌,织构以及超导性能有密切的关系.在Ag单晶基底上所获的YBCO薄膜具有很强的平面双轴织构,起始转变温度达到了90K,Jc值超过了104A/cm2(77K,0T);改进试验装置后,以织构Ag为基底,制备出了15cm长的YBCO超导带材,Jc值达到了104A/cm2(77K,0T).同时,我们发现温度梯度在热分解区间内对薄膜的形成起到了重要的作用.随后我们又在喷雾加热系统中附加一个金属加热圆筒,以改善加热区间的温度梯度,薄膜的性能得到了明显的提高.在(100)SrTiO3上的YBa2Cu3O7-x薄膜,(102)极图的FWHM值达到了0.70°,薄膜的起始超导转变温度为91K(ΔTc=1.5K),Jc值接近105A/cm2.     

MgB2/Fe带材Jc的各向异性及MgB2芯织构和成分不均一性的研究

本文研究了在不同磁场方向和温度下非原位Fe包套MgB2单芯带Jc的各向异性,通过对各种工艺条件下带材中MgB2芯的X-ray衍射图进行拟合分析和计算,比较了MgB2芯在Fe-MgB2界面和中心处的织构度和成份不均一性.研究发现带材Jc的各向异性受初始粉末颗粒尺寸的影响.由于受套管材料强度和形变加工工艺的影响,MgB2芯在Fe-MgB2界面处比在中心处有较强的织构.在MgB2-Fe的界面处,700℃淬火样品的X-ray衍射图中发现了由中间相Fe23B6生成的金属间化合物Fe2B.另外还研究了MgB4和MgO等主要杂质相的形成原因.     

用化学溶液方法在Ni-5at%W基底上制备La2Zr2O7过渡层的研究

La2Zr2O7(LZO)过渡层以其独特的物理化学性质越来越受到人们的关注。本文以乙酰丙酮镧和乙酰丙酮锆为前驱盐,丙酸为溶剂配置前驱液,用化学溶液方法(CSD)在具有立方织构的Ni-5at%W基底上制备了LZO过渡层薄膜。研究了前驱液成分、性质以及退火温度对LZO成相以及取向的影响。用常规XRD和X射线四环衍射仪分析了LZO薄膜的相成分和织构。结果显示,在1050℃下退火可以获得强立方织构的LZO薄膜,其中(222)峰的Phi扫描半高宽值为8.95°;(400)峰的Chi扫描半高宽值为6.8°。用高分辨扫描电子显微镜(FE-SEM)观察到LZO薄膜表面均匀致密,没有裂纹和空洞。     

改进YBCO薄膜高场性能的研究进展

YBCO涂层超导材料是一种有着广泛应用前景和巨大潜在商业价值的高温超导材料之一.要真正实现其实用化,不仅要提高涂层超导自场下的载流能力,而且要求它在较高的外加磁场下也具有较大的载流能力,所以提高薄膜的场性能成为涂层超导研究的热点.本文详细地总结了目前常用的三种改进YBCO高场性能的方法,即:1)纳米颗粒掺杂;2)改变过渡层的表面粗糙度;3)制备夹层结构薄膜的方法,并从制备工艺对性能的影响、存在的优缺点以及未来的发展趋势等方面介绍了提高YBCO涂层超导场性能这一领域的国内外最新研究进展.     

掺杂物对MgB_2超导电性能影响的研究进展

总结了不同掺杂物对MgB2超导电性能影响的研究现状,具体介绍了不同粒度、不同类型的掺杂物对MgB2超导电性的影响。目前的研究结果表明:所有掺杂都降低了MgB2的临界转变温度,而除Cu外的大部分掺杂物都可改善MgB2的不可逆磁场Hirr,提高其临界电流密度Jc;在所有掺杂物中,纳米级S iC掺杂对MgB2的超导电性能改进最大。基于目前的研究现状和结果,最后文中对MgB2超导材料的应用前景进行了展望。     

SQUID法和Campbell法测量超导材料的研究

本文对比研究了超导材料磁测量中的SQUID法和Campbell法; 并用高压PIT法制备的超导材料MgB₂作为测量样品,用两种方法,测量了超导样品的临界电流密度, 分别得到了样品的J_c-B关系曲线; SQUID法测量样品的外磁场可以达到6 T, 此时材料已经处于失超状态,此方法测得的结果是样品各个小区域结果的平均值, SQUID还可以用来进一步标度材料的钉扎力行为,研究材料磁特性. Campbell法测量只能测量到外磁场强度为0.4 T,外磁场的交流部分的频率可以达到800 Hz, 用这种测量方法得到的是整块样品的电流,由于测量计及材料内部微观结构缺陷等影响电流传输因素, 所测结果小于直流磁化法,但更切近材料实际电流,能用来深入研究材料内部结构差别对材料电性能的影响.     

超导线的表面区域处理提高其磁场下的输运能力

对超导体在外磁场中的特性进行了归纳,外磁场在超导体中有磁场穿透深度限制,超导体表面有超导壁垒效应和表面钉扎作用,造成了外磁场在超导线表层密度最大而芯部没有磁通穿过.表面钉扎和壁垒效应存在的竞争主要集中在表面刺入超导体的柱形空穴.为了提高超导线在外电场中的输运能力,在制备上常用提高钉扎性能,而这也有阻碍电流的作用,对超导线芯部区域没有提高钉扎作用的必要,反而因为它有害于电流传输.根据这些理论尝试设计出多层结构的超导线,内芯是致密的净超导体晶体结构,外面是与磁场穿透深度厚度相同的一层掺杂、取代等作用提高钉扎性能的外场渗透层,在超导材料表面与包套材料之间是纳米修饰或者其他手段提高表面钉扎能力的连接层,减少连接层的垂直超导线的柱形纳米空穴可提高壁垒效应.这种结构因为减少了常规制备中不考虑内部没有磁通而仍然有钉扎处理材料对载流子的散射作用,这种结构使超导线的输运能力得到了一定提高.     

MgB2／Fe带材Jc的各向异性及MgB2芯织构和成分不均一性的研究

本文研究了在不同磁场方向和温度下非原位Fe包套MgB2单芯带Jc的各向异性，通过对各种工艺条件下带材中MgB2芯的X-ray衍射图进行拟合分析和计算，比较了MgB2芯在Fe-MgB2界面和中心处的织构度和成份不均一性．研究发现带材Jc的各向异性受初始粉末颗粒尺寸的影响．由于受套管材料强度和形变加工工艺的影响，MgB2芯在Fe-MgB2界面处比在中心处有较强的织构．在MgB2-Fe的界面处，700℃淬火样品的X-ray衍射图中发现了由中间相Fe23B6生成的金属间化合物Fe2B另外还研究了MgB4和MgO等主要杂质相的形成原因．     

Cd掺杂的Cu_2ZnSnS_4光伏材料的发光光谱及其太阳能电池器件特性

利用溅射-硫化法制备了一系列不同Cd含量掺杂的铜锌锡硫薄膜材料,并获得了转换效率最高达10.65%的薄膜太阳能电池。利用扫描电子显微镜、变温光致发光谱、变激发密度发光光谱对材料进行了表征,分析了电池器件的电容-电压、电流-电压特性。材料的发光峰峰值显示出反常的温度依赖性,载流子表现出强烈的局域化特征。Cd的适当掺入可以抑制较深缺陷的形成并减小发光峰值和带隙值之间的能量差,从而减小了器件开路电压的损失,有利于器件效率的提升。     

生物矿化法制备平片状YBCO粉末的超导连接性及补氧退火对超导连结性影响的研究

本文报道了用生物矿化法制备平片状YBCO粉末的过程,并通过对Bean模型参数选择研究了YBCO粉末内部晶粒间的超导连接性.结果表明在这种平片状YBCO粉末内部存在有自发的晶粒间超导连接,这种超导连接存在于由平片状YBCO晶粒构成的具有相似生长方向的晶粒簇当中,而在77 K下,超导连接区域平均包含3～5个平片状晶粒.本文还就补氧退火中烧结温度和保温时间对平片状YBCO粉末超导连接性的影响进行了系统的研究.