快重离子辐照对YBa_2Cu_3O_(7–δ)薄膜微观结构及载流特性的影响

钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料在能源、交通等方面具有广泛的应用前景,然而强磁场下出现的低临界电流密度问题严重限制了其应用.利用快重离子辐照技术可在YBCO中形成潜径迹对磁通涡旋进行钉扎,从而有效改善其在磁场下的超导性能.本文利用能量为1.9 GeV的Ta离子对YBCO高温超导薄膜进行辐照,系统地研究了不同离子注量下YBCO薄膜的微观结构及磁场下电流传输特性的变化情况.研究表明,Ta离子辐照在薄膜中沿入射路径方向产生贯穿整个超导层的一维非晶潜径迹,其直径在5 nm到15 nm之间.结合Higuchi模型分析了快重离子辐照对薄膜中磁通钉扎机制的影响.研究发现:在原始样品中本征面缺陷钉扎是主要的钉扎机制;随着辐照注量的增加,薄膜中的钉扎类型逐渐转变为由快重离子辐照引入的正常相缺陷钉扎.临界电流密度与磁场的关系可用函数J_c∝B~(-α)进行拟合.指数α随着注量的增加而降低,当注量为5.0×10~(11) ions/cm~2时已由最初的0.784降低至0.375,说明临界电流密度对磁场的依赖关系大大减弱.当辐照注量为8.0×10~(10) ions/cm~2时,潜径迹对磁通涡旋的钉扎效果最佳.在该注量下,高场(B 0.3 T)下临界电流密度达到最大值且钉扎力提升了近两倍,临界转变温度无明显变化(△T_(on)≈0.5 K).实验结果表明,快重离子辐照产生的潜径迹可以在不影响临界转变温度的前提下有效改善磁场下超导载流能力.     

磁性Gd3+离子对Chevrel相超导体PbMo6S8的临界电流和输运性质的影响

采用高温固态反应和均衡热压方法相结合,我们制备了一系列Gd掺杂的Chevrel相GdxPb1-xMo6S8超导样品.为了研究掺入的磁性Gd3+离子对于磁通线的钉扎作用和对临界电流及其它性质的影响,我们系统地测量了样品的电阻率,热电势,比热和临界电流密度.同时,我们计算了磁性Gd3+离子与磁通线之间的相互作用和这种作用可能导致的磁通钉扎及对临界电流的影响,并与实验结果进行了比较.结果显示除非Gd3+离子的分布是非常不均匀的,Gd3+离子所引起的钉扎是不重要的.另一方面,热电势和电阻率等输运性质及比热的结果显示由于Gd3+取代了Pb2+使载流子浓度降低了.载流子浓度的降低进而引起其它超导参数如热力学临界场Bc的变化,导致钉扎势的减小,最终降低了临界电流.     

中子辐照对GdBa2Cu3O7-单畴超导性能的影响

研究了中子辐照对GdBa2Cu3O7-±单畴超导性能的影响，使用的辐照剂量为1015 n/cm2．通过高分辨电镜观察发现中子辐照产生球形的缺陷和小的点缺陷，这些球形缺陷的尺寸在4?7 nm，与高温超导相干长度相当，并且在退火过程中稳定存在，而小的点缺陷在退火过程中消失．磁测量结果显示中子辐照使样品的超导电性严重退化，临界电流密度下降并且鱼尾峰效应几乎消失．然而对辐照的样品退火处理后，其超导电性明显改善，临界电流密度显著提高并超过了未经辐照的样品，鱼尾峰也向高场移动．这些结果表明中子辐照和退火处理使GdBa2Cu3O7-±单畴样品中引入了有效的磁通钉扎中心(即球型的缺陷)从而导致其临界电流密度大幅提高．     

中子辐照熔融织构YBa2Cu3Oy的临界电流

测量了中子辐照熔融织构YBa₂Cu₃O_y样品从1.5K到85K之间一系列温度下的磁化曲线。磁场H平行于c轴时,在6K观察到磁通跳跃。中子辐照可使临界电流提高一个数量级。分析了临界电流的各向异性,辐照增强与磁场的关系和主要的钉扎中心。讨论了磁通跳跃的物理模型。 关键词：     

Bi-2Sr-2CuO-y单晶正常态的电子输运

测量了不同Bi-(2)Sr-(2)CuO-(7)单晶样品ab平面内电阻ρ-(ab)随温度的变化关系.对于处在掺杂不足区域的样品,没有观察到类似于YBa-2Cu-4O-8,YBa-2Cu-3O-(r-y)体系由于自旋能隙的出现而引起的电阻率的突然加快减小现象.我们对实验结果进行了讨论. 关键词：     

高温超导体的临界电流测量问题

在超导体磁通钉扎、蠕动和流动的框架下研究了磁通蠕变、磁通流动对传输方法和磁迴线方法测定的临界电流的影响及其与真实的脱钉临界电流的关系.所得的结果能够解释不同实验方法所测得的临界电流间的差异.     

磁性Gd^3＋离子对Chevrel相超导体PbMo6S8的临界电流和输运性？…

采用高温固态反应和均衡热压方法相结合,我们制备了一系列Ｇｄ掺杂的Ｃｈｅｖｒｅｌ相ＧｄｘＰｂ１－ｘＭｏ６Ｓ８超导样品。为了研究掺入的磁性Ｇｄ＾３离子对于磁通线的钉扎作用和对临界电流及其它性质的影响,我们系统地测量了样品的电阻率,热电势,比热和临界电流密度。同时,我们计算了磁性Ｇｄ＾３离子与磁通线之间的相互作用和这种作用可能导致的磁通钉扎及对临界电流的影响,并与实验结果进行了比较。结果显示除非Ｇｄ＾３     

高T_c超导体YBCO磁通钉扎的计算机模拟研究

临界电流密度Jc是影响高温超导体在强电领域应用的一个重要参数,在实际应用中,特别在外加磁场下,临界电流密度与超导材料的磁通钉扎性质密切相关.因此,磁通钉扎一直是高温超导体研究中的一个重要领域.由于高温超导体磁通钉扎力密度Fp的标度律存在,本文根据D.Dew-Hughes总结的钉扎力函数,主要存在两种主要作用类型(正常相和△K).我们将D.Dew-HugBes给出的钉扎力密度Fp标度函数改进为一个简化的具有物理意义的函数表达式.结合文献中已有的实验数据,我们对YBcO进行了计算机模拟,确定了它的磁通钉扎类型,模拟的研究结果与实际情况比较吻合.     

中子辐照熔融织构YBa_2Cu_3O_y的临界电流

测量了中子辐照熔融织构YBa_2Cu_3Oy样品从1.5 K到85K之间一系列温度下的磁化曲线。磁场H平行于c轴时,在6K观察到磁通跳跃。中子辐照可使临界电流提高一个数量级。分析了临界电流的各向异性,辐照增强与磁场的关系和主要的钉扎中心。讨论了磁通跳跃的物理模型。     

不同Ti含量对NbTi超导体临界电流密度的影响

利用Nb片和Ti片交替组配加工,经扩散反应制备了Ti含量从43WT%到57WT%之间的三种不同成份的NbTi超导线.测量了三种不同成份的临界电流密度Jc,讨论了在磁场下不同Ti含量对NbTi线临界电流密度Jc的影响,并对磁通钉扎机制进行了分析.通过扫描电镜(SEM)观察了Nb/Ti界面扩散形态及微结构,并运用多源标度分析法[1]对不同成份的NbTi超导线进行了磁通钉扎力密度随磁场变化曲线的拟合.结果表明:随着含Ti量的增加,其临界电流密度在低场时很高,而在高场时的性能偏低,且下降迅速,而含Ti量低的超导线在高场时的性能更具有优势;超导线在不同磁场下的性能是由点钉扎和面钉扎两种钉扎机制共同作用决定的.     

Y-211粒子与Y_2O_3粉掺杂的熔融织构YBCO超导体性能及微观研究

采用熔融织构法结合顶部籽晶技术 ,掺杂 Y2 O3粉和 Y- 2 1 1粒子制备了高质量的准单畴熔融织构的 YBCO块材。样品的 Jc测量表明 :临界电流密度 Jc在 1 0 K温度 0 .6T磁场下达到 1 .6×1 0 6 A/ cm2 ;在 70 K温度 2 T磁场下达到 1 .2 4× 1 0 4A/ cm2。扫描电镜观察表明 :掺杂 Y2 O3粉所形成的 Y- 2 1 1粒子是柱状的 ,而掺杂 Y- 2 1 1粒子在母体材料中形成的是球形的 Y- 2 1 1粒子 ,掺杂Y2 O3 粉比 Y- 2 1 1粒子能更有效地改善样品的生长状况。可见 ,Y- 2 1 1粒子与超导母体材料之间的界面对磁通钉扎起主要作用 ,Y- 2 1 1粒子作为强钉扎中心是属于界面钉扎     

YBa2Cu3O7-δ外延薄膜的有效钉扎势

在0—7T磁场范围内，测量了不同测量电流密度下YBa₂Cu₃O_7-δ外延薄膜的电阻温度关系.实验结果表明，临界温度以下，混合态的耗散电阻率能很好地用热激活磁通蠕动描述.有效钉扎势的电流密度关系遵守Zeldov等人提出的对数关系，有效钉扎势的温度和磁场关系遵守U∝(1-T/T_c)H^-α关系，其中α=0.63，与热激活磁通点阵位错运动模型相一致，表明样品具有2D涡旋性质. 关键词：     

磁通钉扎效应浅释

第二类超导体中,晶体缺陷与磁通线之间的相互作用力能阻滞磁通线的自由运动,叫做对磁通线的钉扎力.晶体缺陷叫做钉扎中心,简称钉点.每个钉点的钉扎力叫元钉扎力(f).单位体积中所有f的矢量和叫宏观钉扎力密度,简称宏观钉扎力(F).设单位体积中元钉扎力为fi的钉点有ni个,则　　　　.由于fi及F的存在而导致的一切宏观不可逆性质,如临界电流,磁滞现象,交流损耗等等都是“钉扎效应”的表现.对钉扎效应的理解包括元钉扎力f的产生及它们与宏观钉扎力F的关系.在对所有fi求和而得到F的问题中又与磁通线阵的性质有关.所以影响第二类超导体中宏观钉扎…     

纳米微粒BaFe12O19掺杂对单畴超导块材GdBa2Cu3O7-δ性能的影响

磁通钉扎性能对GdBa₂Cu₃O_7-δ超导块材的实际应用具有重要的影响, 而引入合适的第二相粒子可以改善GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材的磁通钉扎性能.本文采用顶部籽晶熔融织构法成功地制备出纳米微粒BaFe₁₂O₁₉(<100 nm)掺杂的超导块材, 样品的最终组分为Gd123+ 0.4 Gd211+ x BaFe₁₂O₁₉ (x=0, 0.2 mol%, 0.4 mol%, 0.8 mol%)+ 10 wt%Ag₂O+ 0.5 wt%Pt. 通过研究不同掺杂量的BaFe₁₂O₁₉微粒对GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材微观结构和超导性能的影响, 结果表明当掺杂量为0.2 mol%时, 样品的临界电流密度几乎在整个外加磁场下都有明显的提高.在零场下, 临界电流密度达到5.5× 10⁴ A/cm². 纳米微粒BaFe₁₂O₁₉不仅可以保持掺杂前的化学组成, 作为有效的钉扎中心存在于超导块材中, 并且能够改善Gd₂BaCuO₅粒子的分布和细化Gd₂BaCuO₅粒子, 使Gd₂BaCuO₅粒子的平均粒径由未掺杂时的1.4 μ m减小到掺杂后的0.79 μ m, 进而提高了超导块材的临界电流密度和俘获磁场, 明显提高了GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材的超导性能.临界温度T_C也有所提升, 并能够维持在92.5 K左右. 该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入并改善GdBa₂Cu₃O_7-δ 超导块材的性能有着重要的意义.     

临界电流测量中的影响因素的研究

我们采用直流四引线法对银包套的Ｂｉ２－ｘＰｂｘＳｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ,（Ａｇ－Ｂｉ２２２３）带材进行了临界电流的测量研究了外加磁场和电流扫描速度对临界电流的影响结果表明,电流扫描速度和磁场增加使临界电流减小,并且磁场增加使Ｖ－Ｉ曲线对加电流速度的敏感程度发生变化利用电动力学方程和磁通玻璃态蠕动机制对实验结果进行了解释,将磁场、温度、磁通钉扎强度对约化临界电流的影响归结成单一的临界电流参数ｎ的影响,和实验结果符合得比较满意．１引言 临界电流密度Ｊｃ是表征技术应用超导材料性能的主要参量之一,也是表征…     

提高Nb_3Sn的临界电流密度中的一个观点

和作者于1973年在NbTi44合金中预言的一样,在Nb_3Sn的临界电流密度与晶粒大小的依赖关系中也存在一极大值,据此提出了在提高Nb_3Sn的临界电流密度中一个值得考虑的观点,这个观点是:除了使Nb_3Sn的晶粒大小与磁通线格子参数匹配以外,应作重力求提高Nb_(3)Sn晶界的钉扎强度.     

不均匀超导体中的历史效应

我们提出一个模型，解释了磁通钉扎不均匀超导体的历史效应。钉扎不同由不同的临界电流密度jc来表征。基于这种模型以及磁通扩散方程，数值计算表明不均匀超导体的V－I输运特性曲线具有明显的历史效应，即升降电流时电压具有不可逆性，且这种不可逆性对电流扫描速度非常敏感而对磁场很不敏感。我们的银包套Bi2-xPbxSr2Ca2Cu3Oy电输运实验和文献的同样都显示出这种不可逆性，从而验证了我们的模型。     

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪，扫描电镜，超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB₂带材进行了表征，并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明，C和SiC掺杂在提高MgB₂带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下，C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明，SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性，和C掺杂的样品一样， C对B的替代起到十分关键的作用. 关键词： 2带材')" href="#">MgB₂带材 C掺杂 SiC掺杂 临界电流性能     

Ba1-xKxFe2As2单晶(Tc=38.5K)磁通钉扎力与钉扎机理研究

铁基超导体是在2008年由Hosono发现的一种新型超导材料, 由于其具有上临界场高、各向异性小、临界电流密度大等优点, 在世界范围内引起了广泛关注. 以Ba_1-xK_xFe₂As₂为代表的FeAs-122系超导体具有结构简单、合成温度低、单晶容易制备等优点, 是物理学家和材料学家关注的焦点. 本工作在获得最优化掺杂的Ba_1-xK_xFe₂As₂单晶(T_c = 38.5 K)基础上, 通过分析其在不同磁场条件下电阻温度变化关系、不同温度条件下的磁滞回线等数据, 系统的研究了Ba_1-xK_xFe₂As₂单晶磁通钉扎力和磁通钉扎机理. 研究发现Ba_1-xK_xFe₂As₂超导体具有非常高的磁通钉扎势, 其中9 T的外场条件下, 其在H//c轴和H//ab面的钉扎势分别为5800 K和8100 K, 展示出良好的应用前景; 通过进一步分析发现, 其磁通钉扎机理应是由于晶格内部的小尺寸缺陷引起的电子平均自由程变化而导致的δl钉扎.     

临界电流密度对圆柱状超导体力学特性的影响

高温超导体具有较高的临界温度、高载流能力和低能耗特性,在电力领域得到了广泛的应用,其在通有承载电流情况下的力学特性得到了广泛的关注.研究了承载电流情形下圆柱状超导结构内的磁通钉扎力学响应.考虑临界电流密度沿径向非均匀分布,基于临界态Bean模型,获得了圆柱状超导结构内的感应磁场及电流的分布规律.结合平面应变方法,给出了结构内磁通钉扎力、应力及磁致伸缩的解析表达式.结果表明:临界电流密度非均匀分布时,超导结构内的应力变化趋势与均匀分布时一致,然而临界电流密度的非均匀分布将导致超导结构内的应力和磁致伸缩的极值增大,并引起结构内局部径向应力大小发生改变以及环向应力分布不连续.本研究表明临界电流密度非均匀性对超导结构力学性能的影响是显著的,可为超导体的设计和实际应用提供参考依据.