脉冲激光沉积法制备(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 涂层导体

(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 是超导转变温度Tc 约为116 K 的无毒铜氧化物超导材料, 在迄今为止的超导材料中, 高压法制备的(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 多晶块材在液氮温区具有最高的不可逆场 Hirr ~ 15 T. 为了实现(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的规模化制备, 本文利用脉冲激光沉积技术在 LaMnO3/MgO/Y2 O3/Al2 O3/Hastelloy 柔性金属基底上依次外延生长了 LaAlO3 帽子层和(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导薄膜. X 射线衍射实验结果表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜沿a 轴外延生长, 电学输运数据表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜的超导转变温度Tc onset 为115K, 零电阻温度Tc0 为52 K, 不可逆场为9 T@35 K. 本文首次报道了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 在柔性金属缓冲层衬底的成功制备, 推动了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的实用化进程.     

零电阻温度高于100K的纯Bi-Sr-Ca-Cu-O材料的制备及其超导电性

采用固相反应法制备名义组分为 Bi_3Sr_2Ca_2Cu_3Oy(3223),Bi_2Sr_2Ca_3Cu_3Oy(2223),Bi_2Sr_2Ca_6Cu_7Oy(2267)的纯 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系的样品.对样品进行了物相分析.电阻率和磁化率测量,结果表明:①组分为3223,2223样品的零电阻温度分别为110.5K 和101K,样品的零电阻温度 T_(ce)与其高 T_c 相的含量并无十分明显的联系;②样品中富 Bi 比富 Ca 更有利于提高零电阻温度.作者认为,样品中富 Bi 有利于改善晶界的导电性能,是提高零电阻温度的主要因素.     

零电阻温度高于100K的纯Bi-Sr-Ca-Cu-O材料的制备及其超导电性

采用固相反应法制备名义组分为 Bi_3Sr_2Ca_2Cu_3Oy(3223),Bi_2Sr_2Ca_3Cu_3Oy(2223),Bi_2Sr_2Ca_6Cu_7Oy(2267)的纯 Bi-Sr-Ca-Cu-O 体系的样品.对样品进行了物相分析.电阻率和磁化率测量,结果表明:①组分为3223,2223样品的零电阻温度分别为110.5K 和101K,样品的零电阻温度 T_(ce)与其高 T_c 相的含量并无十分明显的联系;②样品中富 Bi 比富 Ca 更有利于提高零电阻温度.作者认为,样品中富 Bi 有利于改善晶界的导电性能,是提高零电阻温度的主要因素.     

一种制备氧化物超导材料的新方法—热压烧结

本文报道用热压烧结方法首次制备出 Y 含量不同的 YBaCuO 系超导陶瓷和化学掺杂的ErYBa_2Cu_3O_x 以及 YBa_2Cu_3(OF)_(x1)超导陶瓷.电阻与交流磁化率测量表明上述样品具有液氮温区以上的超导电性,经掺杂后的样品其零电阻转变温度(T_(co))均高于80K.与常压烧结制备的同类样品相比较,热压烧结的样品更为致密,但其超导转变较宽.若经空气或氧气流中高于1023K 温度重新加热处理后,超导电性可得到明显改善。     

在SrTiO3, NdGaO3衬底上生长的HgBa2CaCu2Oy超导薄膜

通过两步法,在SrTiO3, NdGaO3衬底上制备了HgBa2CaCu2Oy 高温超导薄膜,X射线衍射实验结果证明了薄膜是c-轴外延生长的.电阻温度测量表明薄膜的超导零电阻转变温度(Tc)>115K和临界电流Jc>0.4MA/cm2(77K,零磁场),而且重复性很好.扫描电镜实验揭示了薄膜是层状生长的,晶粒是四方形和八角形的,实验证实基于碳酸盐的靶也是适合于制备汞系铜氧化物高温超导膜的.     

高温超导体Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_y磁性质研究

测量了高温超导体 Tl_2Ba_2Ca_3Cu_3O_y 多晶样品的磁化强度与温度及磁场的关系。发现至少在90K 到200K 的温区样品有顺磁性.顺磁磁化率为10~(-4)量级,并随温度和磁场增加而缓慢减小.样品在116K 左右以下温度出现抗磁性,它随温度和磁场而变化的速度大大超过顺磁性.这两种磁性可以共存,但在2Tesla 以上磁场中,由于两种磁性的大小可相比拟导致样品磁性质的不稳定.由实验结果得到了 H_(c2)(0).讨论了顺磁性的来源以及在 TlBaCaCuO高温超导体中引进磁性杂质作为磁通钉扎中心以提高临界电流的可能性.     

高温超导磁体液氮零蒸发冷却系统设计及性能试验

随着高温超导技术的发展,可用于交变电磁场条件下且临界温度高于77K的高温超导线材已经得到商业化应用,液氮温区的高温超导磁体冷却技术也取得了巨大进步。本文作者设计了一种高温超导磁体液氮零蒸发冷却系统,并进行了相关性能试验。结果表明,整个试验过程中,液氮无损耗,实现液氮零蒸发功能;系统液氮温度处于70K~77K之间,且温度可控,为高温超导磁体在特定温度下的性能研究提供了条件;给出了液氮温度与系统净输出冷量的关系,并与理论计算进行了比较;提出了影响系统性能的关键问题。     

高T_c Y-Ba-Cu-O系超导涂层

用等离子喷涂方法得到了液氮温区超导涂层,其起始转变温度为101K,零电阻温度为86K;涂层主要相组成为YBa_2Cu_3O_(9-δ)单相化合物,与同样原料配比制备的烧结块体性能相近。涂层致密,连通性好,可以作为一种超导电气元件制作工艺。     

Bi—Sr—Ca—Cu—O新体系块状超导材料研究

采用固相反应法制备Bi-Sr-Ca-Cu-O新体系超导块材,超导电性与材料组份及热处理工艺密切关联.液氮温区以上,体系存在T_c 为120K和85K两个超导相,寻求最佳工艺条件分别获得3在111K和91K电阻为零的块状样品.     

欧姆加热共蒸Y—Ba—Cu—O薄膜的金属—非金属转变及其对超导电性的影响

利用欧姆加热三元共蒸的方法制备了 Y-Ba-Cu-O 薄膜.研究了组分、热处理温度和降温速度诱导的金属-半导体转变及其对超导电性的影响.在这些研究的基础上,第一次利用欧姆加热三元共蒸方法获得了零电阻温度超过液氮温度的 Y-Ba-Cu-O 超导薄膜.其起始超导 T_c为98K,零电阻超导 T_c 为78.6K,中点超导 T_c 为84K,△T_c 为12K.     

直流磁控溅射一步法原位制备MgB2超导薄膜

用MgB2靶,控制直流磁控溅射工作在异常辉光放电或弧光放电状态,在SrTiO3衬底上原位一次性得到了MgB2超导薄膜,其起始转变温度为32K,零电阻温度为15K. 关键词： 高温超导体 超导薄膜 磁控溅射 二硼化镁     

TlBaCaCuO超导体的热电势率

测量了零电阻温度为114K 的 TlBaCaCuO 超导体的热电势率,结果表明,在150K 以上热电势率与温度的关系可用 S=AT+B/T 表示,说明在这类高温超导体中声子曳引热电势即使在高温区也不能忽略,存在电-声子相互作用.     

熔融织构块材和单晶YBa2Cu3O7在63～75K的磁弛豫性质

本文研究了熔融织构块材和单晶YBa2Cu3O7在液氮温区63～75K的磁弛豫性质.在此温区常数ωa是与温度相关的，平均有效结合能作为电流密度的函数和Zeldov模型一致.     

铜电阻温度计研究

由于高温氧化物超导体的发现[1],国内有不少实验室投入了这一工作.许多实验室都要进行液氮温区的测量,需要灵敏度高、重复性好、精度高的温度敏感元件.本文给出用商用漆包线制成的铜电阻温度计的性能,指出它的优缺点,并计算了铜电阻温度计的经验公式. 由于铜在温度较高时容易氧化,又由于它的德拜温度比铂要高,所以铜电阻温度计的使用温区要比铂电阻温度计窄.另外,铜电阻温度计的重复性为25mK[2],比铂电阻温度计要差一些.但是制作铂电阻温度计的工艺是相当考究的[3],铂丝要提纯,绕好后要进行严格的热处理,引线的设计也很特殊,以保证温度变化…     

Y-U-Ba-Cu四元氧化物的超导电性研究

本文首次报道了钢系元素中的铀与钡、钇和铜的氧化物组成四元金属氧化物体系的超导电性,测得两种不同铀含量的新超导体的零电阻温度分别为79.0K和86.7K,即在液氮温度区都出现了超导电性。曾用X射线衍射法对上述含铀四元氧化物体系作了物相分析,发现在新的超导体中已不存在独立的铀氧化物,而形成了新的具有高临界温度的超导相。这种四元氧化物体系的粉末衍射谱与已有报道的La-Ba-Cu-O体系的钙钛矿结构或K_2NiF_4结构以及Y-Ba_2-Cu_3-O_(9-x)体系的衍射谱都不相同。     

YBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(7-y)体系的结构及超导电性

本文系统地研究了 Sn 含量对 YBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(7-y)体系超导电性和结构的影响.结果发现,在 x=0—1.1范围,该体系的零电阻温度均在90K 以上.当 x≥1.3时,在液氮温区不超导.X 射线衍射分析表明,该体系中的123相和未知新相的结构随 Sn 含量的增大呈现有规律的变化.结合透射电镜的分析,初步得出此新相可能是结构畸变了的 BaSnO_3;123相中,当x=1.0时,在123相中约有0.2个 Cu 被取代.占 Cu 总量的6%左右.由此我们认为:Sn替代 Cu 后新生成的相在较宽广的组分范围调制了123相的结构,稳定了123相.少量的 Sn进入123相后,替代了 Cu-O 链中 Cu 的格位,破坏了 Cu-O 链,但仍保持90K 以上的超导性,由此表明 Cu-O 链对高温超导可能不起主要作用.     

不同退火条件下Nd1.85Ce0.15CuO4-δ单晶输运性质的研究

本文测量了电子型高温超导体Nd1.85Ce0.15 CuO4-δ单晶在不同退火条件下的ab面电阻率(ρ)和热电势(S).电阻率曲线偏离了费米液体理论T2的温度依赖关系和热电势在整个测量温区(15～300 K)都为正值表明在这一体系中有两种载流子共存.基于此,我们提出了一个空穴型窄带叠加在一个电子型宽带的双能带模型.进一步的退火处理实验表明:这一理论模型能很好的解释电阻率和热电势在不同退火条件下的行为,并有助于我们分析在不同退火过程中能带的结构和填充位置的变化.在深度去氧退火过程中,能带结构保持不变的但能带填充度增加使得费米能(EF)上升了;在加氧退火过程中EF位置不变而空穴型窄带变宽了.     

MgB2涡旋液体相研究

近来几个超导研究小组相继报导MgB2磁通线的涡旋相图具有与高温超导体相似的特性,而且该超导体电阻率在外场中展宽的超导区大部份对应涡旋液体相.本文发展了一种新的求导超导体有效钉扎势方法,并利用MgB2电阻在外场中展宽测量数据,发现在超导转变区,其有效钉扎势相应温度的函数关系分为两个区域,其中一个区的热激活能和温度的关系是线性的,另外一个区是非线性的.这明确表明与F. Bouquet et al(Nature, 411(2001), 448)发现高温超导体YBa2Cu3O7-δ具有两个涡旋液体相相类似.MgB2的涡旋液体相也同样具有两个不同的液体相.     

MgB2电阻外场展宽的物理特性

近来几个超导研究小组相继报导MgB2磁通线的涡旋相图具有与高温超导体相似的特性,而且该超导体电阻率在外场中展宽的超导区大部份对应涡旋液体相.本文发展了一种新的求导超导体有效钉扎势方法,并利用MgB2电阻在外场中的展宽测量数据,发现在超导转变区,其有效钉扎势相应温度的函数关系分为两个区域,其中一个区的热激活能和温度的关系是线性的,另外一个区是非线性的.这明确表明与F. Bouquet et al(Nature,411(2001), 448)发现高温超导体YBa2Cu3O7-δ具有两个涡旋液体相相类似.MgB2的涡旋液体相也同样具有两个不同的液体相.     

区域熔炼法制备高 Jc Nd123超导体

】Nd1+ x Ba2 - x Cu3Oy超导体以其良好的 Jc- B特性倍受人们注目。文中用区域熔炼技术在空气下制备出取向良好的 Nd1+ x Ba2 - x Cu3Oy 块材 ,采用纯氩下高温退火的办法抑制固溶体的形成 ,得到了零电阻温度 94K、临界电流密度达 540 0 A/cm2 的超导体。讨论了进一步提高 Jc的可能途径是减少液相的流失并使 Nd4 Ba2 Cu2 O10 相均匀分布。