GdBCO超导体的顺磁性及低温下磁通分布的动态观测

本文研究了100～300K之间Gd1.8Ba2.4Cu3.4O7-δ(简写为GdBCO)超导体的顺磁性,对GdBCO的磁化强度随磁场和温度的变化分别在100K和0.1T进行了测试,GdBCO的顺磁性遵从朗之万顺磁性理论.在磁光显微镜下,低温12K场冷下,我们观察了从0mT～29mT磁通线进入GdBCO的超导体的过程,以及磁通线在GdBCO超导体中的分布.     

BaO掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响(二)

为了有效地抑制Gd BCO超导块材在生长过程中出现的Gd/Ba替换现象,在前期工作的基础上,本文采用顶部籽晶熔渗生长工艺,通过在固相先驱粉中添加不同含量的Ba O粒子成功地制备出了一系列高性能的单畴Gd BCO超导块材,并且对样品的微观形貌以及临界电流密度进行了研究和分析.结果表明,随着BaO掺杂量的增加,样品中的Gd_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)固溶体(Gd123ss)相呈现出减少的趋势,并生成了纳米量级的Gd123ss,这对GdBCO超导样品中存在的Gd/Ba替换起到了很好的抑制作用,使得样品中的GdBa_2Cu_3O_(7-δ)(Gd123)超导相有所增加;同时当样品中BaO的添加量在2 wt%—4 wt%之间时,样品的临界电流密度在一定程度上得到了有效提高.     

CeO_2掺杂对单畴GdBCO超导块材性能的影响

本文采用顶部籽晶熔融织构方法(TSMTG),分别制备出了直径为17mm的掺杂和未掺杂CeO2的单畴GdBCO超导块材,其中样品中CeO2的掺杂量为1wt%,并且研究了CeO2的掺杂对样品形貌、微观结构、磁悬浮力、以及捕获磁通的影响.研究表明了CeO2的掺杂影响超导块材的生长速率,在微观形貌上,CeO2的掺杂使样品中Gd2BaCuO5(Gd211)粒子的分布更加均匀且粒度明显变小,其平均粒径约从原来未掺杂的5.49μm减小到1.32μm,并且块材中的气孔也明显减小,从而使样品的磁悬浮力从23.06N增加到31.42N,捕获磁通从0.288T增加到0.354T.这对进一步提高超导块材的性能具有重要的指导意义     

层状超导体中单个磁通线的磁场分布

从Ｌａｗｒｅｎｃｅ－Ｄｏｎｉａｃｈ方程出发，计算了层状超导体在外加垂直磁场下单个磁通线的磁场分布及下临界场，结果表明，在此条件下的结果相对于均匀情形的偏离不大。     

条状永磁体的组合形式及间距对单畴GdBCO超导体磁悬浮力的影响

通过对由条状永磁体组成的组合磁体与单畴GdBCO超导体在零场冷情况下磁悬浮力的测量,研究了5种不同组态下组合磁体之间距离的变化对超导体磁悬浮力的影响.结果发现,当条状永磁体之间的距离D从0 mm增加到30 mm时,超导体的磁悬浮力大小与组合磁体排列形式有着密切关系(以Z=5 mm为例):1)对由3个条状永磁体组成的组合磁体,当中间磁体的磁极N向上、两侧磁体的磁极N均水平指向中间磁体时,超导体的磁悬浮力从22.8N减小到9.7N;当中间磁体的磁极N向上、两侧磁体的磁极N均向下时, 关键词： 单畴GdBCO块材 磁体组合形式 磁悬浮力     

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LaAlO3单晶基底上制备微量Co3+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(GdBa2 Cu3-xCoxO7-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...     

Ni2O3掺杂对新固相源顶部籽晶熔渗生长法制备单畴GdBCO超导块材超导性能的影响

本文通过在新固相源中添加Ni₂O₃的方法, 采用顶部籽晶熔渗生长工艺(TSIG)制备出组分为(1-x) (Gd₂O₃+1.2BaCuO₂)+x Ni₂O₃、直径为20 mm的单畴GdBCO 超导块材(其中x = 0, 0.02, 0.06, 0.10, 0.14, 0.18, 0.30, 0.50 wt%), 并研究了Ni₂O₃的掺杂量x对样品的表面生长形貌、微观结构、临界温度T_c、磁悬浮力以及俘获磁通密度的影响. 研究结果表明, 当Ni₂O₃的掺杂量x在0–0.50 wt%的范围内时, 均可制备出单畴性良好的样品, 且Ni₂O₃的掺杂对样品中Gd211粒子的分布和粒径没有明显的影响. 在Ni₂O₃的掺杂量x从0增加到0.50 wt%的过程中, 样品的临界温度T_c呈现下降的趋势, 从x=0时的92.5 K下降到x=0.50 wt%时的86.5 K, 这是由于Ni^{3 +}替代GdBCO晶体中Cu^{2 +}所致; 样品磁悬浮力和俘获磁通密度均呈现先增大后减小的变化规律, x=0.14 wt%时, 磁悬浮力达到最大值34.2 N, x=0.10 wt%时, 俘获磁通密度达到最大值0.354 T. 样品磁悬浮力和俘获磁通密度的变化规律与Ni₂O₃的掺杂量x有密切关系, 只有当掺杂量x合适时, Ni³⁺对Cu^{2 +}的替代既不会造成T_c的明显下降, 但又能产生适量的Ni^{3 +}/Cu²⁺ 晶格畸变, 从而达到提高样品磁通钉扎能力和超导性能的效果.     

含缺陷超导体在场冷励磁下的力学特性研究

对含有中心孔洞缺陷的长圆柱状超导体在场冷却（FC）励磁过程中产生的磁通钉扎力学特性进行了研究。考虑了临界电流密度非均匀性和粘性磁通流动效应的影响,得出了孔洞大小、临界电流密度非均匀系数及外场励磁速度这三种不同取值情况下的应力分布曲线,通过定义应力集中系数σ_pm/σ₀分析了孔洞的应力集中效应。结果表明：场冷却时,超导结构内的体力全为拉伸状态,并且相同磁场条件下的环向应力σ_θ（r）始终是径向应力σ_r（r）的2倍左右;孔洞半径a/R、临界电流密度非均匀系数m以及外磁场励磁速度db_a/dt的变化均会引起超导体内应力峰值σ_{r, max}（r）和σ_θ,max（r）的增大;当外磁场B_a/B_p在较小范围取值时,a/R和m的变化对应力集中具有显著影响。     

含缺陷超导体在场冷励磁下的力学特性研究

对含有中心孔洞缺陷的长圆柱状超导体在场冷却（FC）励磁过程中产生的磁通钉扎力学特性进行了研究。考虑了临界电流密度非均匀性和粘性磁通流动效应的影响,得出了孔洞大小、临界电流密度非均匀系数及外场励磁速度这三种不同取值情况下的应力分布曲线,通过定义应力集中系数σ_pm/σ₀分析了孔洞的应力集中效应。结果表明：场冷却时,超导结构内的体力全为拉伸状态,并且相同磁场条件下的环向应力σ_θ（r）始终是径向应力σ_r（r）的2倍左右;孔洞半径a/R、临界电流密度非均匀系数m以及外磁场励磁速度db_a/dt的变化均会引起超导体内应力峰值σ_{r, max}（r）和σ_θ,max（r）的增大;当外磁场B_a/B_p在较小范围取值时,a/R和m的变化对应力集中具有显著影响。     

Gd_2Ba_4CuNbO_y的掺杂量及粒度对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

本文采用顶部籽晶熔融织构法(TSMTG)研究了Gd2Ba4CuNbOy(GdNb2411)的掺杂量及其初始粉体粒度对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响.制备单畴GdBCO超导块材的初始成份为GdBa2Cu3O7-δ:Gd2BaCuO5:GdNb2411=1:(0.4-x):x,x=0、0.02、0.06、0.1、0.14;GdNb2411粒子的初始粒度(d)范围分别在0≤d≤40m、40d≤61m、61d≤120m、120d≤180m.结果表明:(1)GdBCO超导块材的生长形貌与其掺杂量x密切相关,当x≤0.06时,样品具有单畴形貌,且表面光滑平整;当x0.06mol时,样品仍具有单畴形貌,但其表面出现皱褶现象;(2)随着x的增加,样品的磁悬浮力先增大后减小,当x=0.06mol时达到最大25N.(3)掺入样品的GdNb2411粉体粒度越小,最终在样品中生成的GdNb2411粒子的粒径也越小.(4)当固定x=0.06时发现,随着掺杂GdNb2411粉体粒度的减小,单畴GdBCO超导块材的磁悬浮力逐渐增大,当粒度d≤40mm时,样品中的GdNb2411粒度约在100nm～250nm之间,相应样品的磁悬浮力最大,约25N.这些结果对进一步提高GdBCO超导块材的质量具有一定的指导意义.     

零场冷和场冷方式下高温超导块材最大悬浮力关系

文章通过对15块高温超导块材与永磁轨道相互作用的悬浮力测试,比较了零场冷和场冷两种冷却方式下块材的最大悬浮力关系.实验结果显示零场冷时悬浮力大的块材在场冷时悬浮力不一定就大,反之亦然,两者并无直接的对应关系.在实际的场冷应用中,推荐以场冷下的悬浮力数据为参考.     

金属Ag掺杂MgB_2超导体的低温活化烧结

较之高温制备,低温活化烧结技术可有效避免MgB2超导块体制备中的一些问题,如Mg易挥发、高温MgB2晶粒长大、结晶度高等问题.为进一步提高超导块体的载流能力,J Shimoyama等采用金属Ag掺杂并在550℃烧结72h后获得了高性能的MgB2超导体,使得金属Ag成为低温活化烧结的有效组元.然而,对金属Ag低温活化烧结MgB2超导块体的成相机理尚缺乏系统的分析和理解.本文系统研究了金属Ag掺杂MgB2超导块体的成相动力学过程,发展了金属Ag掺杂低温活化快速制备技术,结合液相活化烧结理论阐述了金属Ag掺杂MgB2块体的低温活化烧结机理.     

高温超导薄膜及器件应用

高温超导 ( HTS)氧化物材料具有层状晶体结构 ,这样它们除了具有较高的超导临界转变温度外 ,还有一些其它的特殊性质 .对这些性质研究利用 ,可使 HTS材料得到广泛应用 ,特别是 HTS薄膜材料 ,现在很多 HTS薄膜器件已得到成功应用 .     

永磁轨道上方高温超导块材各向异性对悬浮力弛豫特性的影响

采用顶部熔融织构生长法制备的高温超导块材YBCO通常有5个生长区域．通过捕获磁通实验研究,人们发现高温超导块材内部生长区域及边界的捕获磁通能力不同,存在明显的各向异性．面向高温超导磁悬浮应用,本文比较研究了3块不同的高温超导块材YBCO组合在永磁轨道上方悬浮力弛豫特性．实验结果表明,无论场冷还是零场冷情况,块材籽晶生长...     

母乳常温及低温保存期的研究

为研究母乳的保质问题,实验测定了母乳在常温(20℃),冷藏(4℃)和低温(-18℃)存放时的保存期。并以母乳存放在低温(-18℃)为例,测量了其新鲜度及其蛋白质,脂肪等营养成分的变化规律.研究显示,新鲜母乳在20℃下,能存放5-6小时左右。在4℃条件下,存放时间能达到3—5天左右。在-18℃下,母乳的营养成分在前三个月变化不大.四个月后蛋白质、脂肪含量分别下降了30%,60%左右;酸度由17.94°T上升至21.44°T。在此条件下,可以保存四个月。     

低温等离子体聚合有机膜保护的YBaCuO超导体耐受性及机理研究

本文基于对低温等离子体聚合有机硅薄膜的化学稳定性特和机理的研究。探讨了在ＹＢａＣｕＯ超导体表面沉积等离子体有机硅聚合膜后对不环境的耐受性。     

新型超导体MgB_2的热电势和电阻率研究

测量了MgB-2的热电势和电阻率与温度的依赖关系.在100K—300K区间,热电势呈近似线性温度依赖关系,其斜率为正,表明载流子为空穴型且与能带贡献的图像相一致.与此对应,在此温区电阻率呈T2依赖关系.在100K以下,热电势和电阻率各自转变了其高温区的温度依赖关系.热电势在超导转变温度Te(零电阻36.6K)到100K间有一宽峰,具有声子曳引峰的特征,表明电子-声子相互作用很强.估算了一些重要的参数,如带米能EF、能带宽度等.     

氧化物高温超导体Tc与内层轨道关联的关系研究

通过研究7大类40多个铜氧化物超导体系中Cu-O面最近邻阳离子(A)，我们发现了一个重要的规律——所有的A的内层p能级都与O的内层2s能级(-29．16eV)非常接近，分布在从-22．85～-3_4．80eV之间的一个窄小的区域内，而且此区域内没有任何非超导原子的p能级．详细的电子结构计算表明，所有的A的次内层p轨道都与Cu-O面上的O的内层2s轨道之间存在着轨道耦合关联，而且内层的关联强度与该体系的最高临界温度(Tc)成正比，关联强度越大，瓦越高．因此我们认为：A与O间的内层轨道耦合是高温超导现象产生的主要原因．     

低温低剂量率下金属-氧化物-半导体器件的辐照效应

对金属氧化物半导体(MOS)器件在低剂量率γ射线辐照条件下的剂量率效应以及温度效应进行了研究.对不同剂量率、不同温度辐照后MOS器件的阈值电压漂移进行了比较.结果表明,低剂量率辐照下,感生界面态要受到辐照时间的长短以及生成的氢离子数目的影响,辐照时间越长,生成的氢离子越多,感生界面态密度越大;温度对界面态的影响与界面态建立的时间有关,低温辐照时,界面态建立的时间要加长 关键词： 辐照效应 阈值电压漂移 低剂量率 低温 界面态