MgB2超导膜的厚度与其Jc(5K,0T)的关系

通过混合物理化学气相沉积法 (hybrid physical-chemical vapor deposition, HPCVD), 在(000l) SiC 衬底上制得一系列从10 nm到8 μm的MgB₂超导膜样品, 并对它们的形貌、超导转变温度T_c 和临界电流密度J_c与膜厚度的关系进行了研究. 观察到T_c随膜厚度增加上升到最大值后, 尽管膜继续增厚, 但T_c值保持近乎平稳, 而J_c则先随膜厚度增加上升到最高值后, 继而则随膜的厚度的增加而下降. MgB₂膜的T_c(0)和T_c(onset)值与膜厚的关系基本一致, T_c(0)在膜厚为230 nm处达到最大值T_c(0)=41.4 K, 而J_c(5K,0T)在膜厚为100 nm时达到最大值, J_c (5 K, 0 T)=2.3×10⁸A·cm^-2, 这也说明了我们能用HPCVD方法制备出高质量干净MgB₂超导膜. 本文研究的超导膜厚度变化跨度非常大, 从10 nm级的超薄膜到100 nm级的薄膜, 再到几微米的厚膜, 如此T_c和J_c对膜厚度变化的依赖就有了较完整、成体系的研究. 并且本文的工作对MgB₂超导薄膜制备的厚度选取具有实际应用意义. 关键词： 2超导膜')" href="#">MgB₂超导膜 混合物理化学气相沉积法 厚度 临界电流密度     

YBa2Cu3O7－δ/SrNb0.01Ti0.99O3 p-n结的制备及其特性

采用脉冲激光沉积技术，在n型SrNb001Ti099O3(SNTO)单晶基片上生长p型YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜，制备出YBCO/SNTO p n结.YBCO薄膜是高度c轴织构的超导薄膜，且具有良好的超导电性.YBCO/SNTO p n结具有较好的整流特性和很好的温度与磁场稳定性. 关键词： YBa2Cu3O7-δ SrNb001Ti099O3 p n结     

氧含量对Fe掺杂YBCO体系中载流子局域化与离子团簇效应的影响

对YBa₂Cu_3-xFe_xO_y（x=00，01，02 ）和YBa₂Cu_2.8Fe_0.2O_y（y=705—653 ）系列样品的氧含量、霍尔系数和超导电性进 行了系统的研究.结果表明，氧含量的变化对样品中载流子的输运和转移及超导电性有重要 影响；适当增加氧含量可以减缓Cu(1)位元素替代对超导转变温度T_c的抑制；在 CuO₂面上参与输运的载流子（空穴）浓度是影响样品超导电性的关键因素.从电 荷转移模型出发 ，结合掺杂离子引起的载流子局域化和离子团簇效应，对载流子浓度随掺杂量和氧含量的变 化从微观结构方面进行了讨论.元素替代量的增加或者氧含量的降低（相同替代量的情况下 ）都将导致Cu-O链区的有效氧空位增多，导致替代元素的离子团簇效应和载流子局域化效应 趋于增强，这是引起参与输运的载流子浓度下降，进而导致T_c降低的主要原因. 关键词： 氧含量 霍尔系数 载流子局域化 离子团簇效应     

插入二氧化铈薄膜提高MOD-YBa2Cu3O7-x厚膜超导性能的研究

YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)膜存在“厚度效应”: 随着厚度增加, YBCO薄膜的临界电流密度下降, 尤其是YBCO薄膜的厚度超过1 μm时, 它的临界电流密度急剧下降. 本文在YBCO薄膜之间引入极薄的二氧化铈(CeO₂)薄膜, 成功制备出结构为YBCO/YBCO/CeO₂/YBCO的超导厚膜. 所制备的厚度为2 μm的YBCO膜临界电流密度为1.36 MA/cm² (77 K, 自场), 其性能比相同厚度的纯YBCO膜有了较大幅度的提升. 研究表明CeO₂薄膜起到了传递织构、松弛应力的作用.     

YBCO薄膜中自旋极化准粒子的注入效应

采用Nd0 .7Sr0 .3MnO3/SrTiO3/YBa2 Cu3O7-δ的异质结构 ,研究了自旋极化准粒子的注入效应 .在 5 6 μm宽的YBCO膜条上成功地制备了与超导膜条同样宽度但不同长度的六个注入结区 ,长度L分别为 80 μm ,4 0 μm ,2 0 μm ,10 μm ,5 μm和 2 μm .80nm厚的YBCO薄膜在 16K温度下Jc 为 2× 10 5A/cm2 .Iin=0 .5mA的自旋电流注入下 ,随L从 80 μm逐渐顺次减小时 ,注入效率 η =ΔJc/ΔJin逐渐增大 .而当L≤ 2 0 μm后 ,η不再增加 ,达到几乎相同的值 (～ 6 ) .初步分析认为这与自旋极化准粒子在超导膜内的有效自旋扩散长度有关 .异质结构中YBCO薄膜的超导电性以及注入窗口的尺寸对获得大的自旋注入效率十分重要 .     

磁场对重电子金属材料CeCu6-xCdx电阻的影响

介绍了重电子金属CeCu6-x_6-xCdx_x（x=010，015，020，0 30，050）在18—300K温度范围内,在磁场(μ0₀H=0，5，10T)下电阻 随温度的变化规律 及低温（19 ，15K）下的磁电阻（μ0₀H=0—10T）.实验表明所有样品在 零场下的Tmax_max（对应于电阻极大值的温度）都低于18K.加磁场后，Tmax _max随磁场和掺杂量 关键词： 重电子系统 低温电阻 近藤散射 相干散射     

掺杂Y2O3和BaCeO3提高MOD-YBCO超导性能的研究

本文通过在前驱液中添加过量钇盐和铈的有机盐,采用三氟乙酸盐-金属有机沉积法(TFA-MOD) 在铝酸镧单晶基体上制备了含有纳米氧化钇和纳米铈酸钡的YBCO薄膜. 与纯YBCO薄膜相比,掺杂Y₂O₃/BaCeO₃的YBCO膜的临界转变温度几乎保持不变,为91 K左右. 而掺杂Y₂O₃/BaCeO₃的YBCO膜的临界电流密度达到5.0 MA/cm² (77 K, 0T), 是纯YBCO膜临界电流密度的1.5倍.薄膜中的Y₂O₃和BaCeO₃可能在YBCO内部起到了 有效的钉扎磁通作用. 关键词： 钇钡铜氧薄膜 2O₃和纳米BaCeO₃')" href="#">纳米Y₂O₃和纳米BaCeO₃ 磁通钉扎 三氟乙酸盐-金属有机沉积     

基态O和D原子的低能弹性碰撞及OD（X2Π）自由基的准确解析势与分子常数

利用CCSD（T）理论及相关一致五重基aug-cc-pV5Z构建了OD（X²Π）自由基的相互作用势, 计算了这个自由基的光谱常数D₀, D_e, R_e, ω_e, ω_eχe及B_e, 其值分别为44574,46225?eV,009702 nm, 2724923,453534和100096 cm^-1, 均与实验结果相符很好. 利用这一相互作用势, 在绝热近似下通过数值求解双原子分子核运动的径向薛定谔方程, 找到了J=0时OD（X²Π）自由基存在的全部23个振动态, 完整地求出了每一振动态的振动能级、振动经典转折点、惯性转动常数和离心畸变常数, 其值与实验结果相当一致. 在10×10^-11—10×10^-3a.u.的能量范围内研究了基态O和D原子沿OD（X²Π）势能曲线的弹性碰撞, 计算了这一碰撞的总截面和各分波截面, 分析了各分波截面对总截面的不同贡献. 结果表明: 总截面的形状主要由s分波截面决定, 尽管直到l = 12的其他分波截面均有形状共振存在, 但由于其强度较弱, 大都湮没在较强的s分波截面中. 关键词： 弹性碰撞 总截面 形状共振 光谱常数     

γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO₂晶体，但是晶体的高熔点和易 挥发性限制了γ-LiAlO₂晶体质量.采用气相传输平衡法（vapor transport equilibra tion technique,VTE）工艺对晶体改性，半高宽（FWHM）值从1169arcsec降至442arcsec，继续升高VTE处理温度至1300℃，FWHM值反而升高至552arcsec.快速提拉法生长出来晶体，100］方向和［001］方向的热膨胀系数分别为172398×10^-6/K，107 664×10^-6/K.经过三步VTE处理后［100］和［001］方向热膨胀系数降至16 6539×10^-6/K和101784×10^-6/K. 关键词： 2')" href="#">γ-LiAlO₂ 气相传输平衡法 热膨胀系数     

Y2BaCuO5粒子掺杂的单畴熔融织构YBCO超导体工艺与性能研究

采用人工掺杂Y-211相的方法以及熔融织构生长结合顶部籽晶工艺制备了不同211粒子含量的 准单畴熔融织构的YBCO块材料,样品致密度高,体密度大于62g/cm³,机械强 度好,振动样品磁强计测量结果表明,样品在温度30K、磁场06T下,其J_c仍 达到123×10⁶A/cm².在温度70K、磁场2T条件下,J_c 仍高达135×10⁴A/cm²,而且临界电流密度对磁场不敏感.扫描电 子显微镜分析也表明,Y-211相的人工掺杂,能改善织构样品的生长状况,减小微裂纹,同 时,掺杂的Y-211粒子能作为强的钉扎中心,因此,这种工艺能精确地控制样品中Y-211粒子 的含量,所制备的样品中Y-211粒子分布越均匀,尺寸越小,其钉扎效果越好.从大量实验结 果比较得出,1∶05是最佳的掺杂比例. 关键词： 准单畴超导体 熔融织构 c')" href="#">临界电流密度J_{c 磁通钉扎中心}     

High critical current density YBa2Cu3O7−δ tapes prepared by the surface-oxidation epitaxy method

YBa₂Cu₃O_7−δ (YBCO) films with high critical current density (J_c) were successfully fabricated on nickel tapes buffered with epitaxial NiO. NiO was prepared on the textured nickel tape by the surface-oxidation epitaxy (SOE) method. We have reported so far a critical temperature (T_c) of 87 K and J_c=4–6×10⁴ A/cm² (77 K, 0 T) for the YBCO films on NiO/Ni tapes. To enhance the superconducting properties of the YBCO films on the SOE-grown NiO, depositions of thin oxide cap layers such as YSZ, CeO₂, and MgO on NiO were investigated. These oxide cap layers were epitaxially grown on NiO and provided the template for the epitaxial growth of YBCO films. Substantially improved data of T_c=88 K and J_c=3×10⁵ A/cm² (77 K, 0 T) and 1×10⁴ A/cm² (77 K, Hc, 4 T) were obtained for YBCO film on NiO, by using a MgO cap layer with a thickness of 50 nm. The method described in this paper is a simple way to produce long YBCO tape conductors with high-J_c values.     

Fabrication of YBCO／YSZ and YBCO／MgO thick films using electrophoretic deposition with top-seeded melt growth process

Superconducting thick films were grown on single crystals MgO and YSZ by electrophoretic deposition with Y_2BaCuO_5(Y211) addition. YBCO thick films were then accomplished by sintering the precursor films above the peritectic temperature. Single crystals of MgO (3×3×0.5 mm^3) were used as top-seed to control crystal structure of the thick films. As shown by scanning electron microscopy, the morphologies of YBCO/YSZ and YBCO/MgO thick films are spherulitic texture and platelet type. The critical temperature is ～89 K for the YBCO/YSZ thick film; the onset transition temperature is 86.4 K and the transition width is ～3 K for YBCO/MgO thick film. The critical current densities (as determined by Bean model) are, in A/cm^2, 3870 (77 K) for YBCO/YSZ thick films and 2399 (77 K) for YBCO/MgO thick films, which are comparable to the best J_c reported of the thick films prepared by the same method.     

Strongly enhanced flux pinning in the YBa_2Cu_3O_(7-X) films with the co-doping of Ba TiO_3 nanorod and Y_2O_3 nanoparticles at 65 K

YBa2Cu3O7-x(YBCO) films with co-doping BaTiO3(BTO) and Y2O3 nanostructures were prepared by metal organic deposition using trifluoroacetates(TFA-MOD). The properties of the BTO/Y2O3co-doped YBCO films with different excess yttrium have been systematically studied by x-ray diffraction(XRD), Raman spectra, and scanning electron microscope(SEM). The optimized content of yttrium excess in the BTO/Y2O3co-doped YBCO films is 10 mol.%, and the critical current density is as high as ~ 17 mA/cm2(self-field, 65 K) by the magnetic signal. In addition, the Y2Cu2O5 was formed when the content of yttrium excess increases to 24 mol.%, which may result in the deterioration of the superconducting properties and the microstructure. The unique combination of the different types of nanostructures of BTO and Y2O3 in the doped YBCO films, compared with the pure YBCO films and BTO doped YBCO films, enhances the critical current density(JC) not only at the self-magnetic field, but also in the applied magnetic field.     

MgO衬底上YBa2Cu3O7-δ台阶边沿型约瑟夫森结的制备及特性

MgO衬底上的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)台阶边沿型约瑟夫森结(台阶结)在高灵敏度高温超导量子干涉器(superconducting quantum interference device,SQUID)等超导器件研制方面具有重要的应用价值和前景.本文对此类YBCO台阶结的制备和特性进行了研究.首先利用离子束刻蚀技术和两步刻蚀法在MgO(100)衬底上制备陡度合适、边沿整齐的台阶,然后利用脉冲激光沉积法在衬底上生长YBCO超导薄膜,进而利用紫外光刻制备出YBCO台阶结.在结样品的电阻-温度转变曲线中,观测到低于超导转变温度时的电阻拖尾现象,与约瑟夫森结的热激活相位滑移理论一致.伏安特性曲线测量表明结的行为符合电阻分路结模型,在超导转变温度TC附近结的约瑟夫森临界电流密度TC随温度T呈现出(TC-T)^2的变化规律,77 K时JC值为1.4×10^5 A/cm^2.利用制备的台阶结,初步制备了YBCO射频高温超导SQUID,器件测试观察到良好的三角波电压调制曲线,温度77 K、频率1 kHz时的磁通噪声为250μΦ0/Hz^1/2.本文结果为进一步利用MgO衬底YBCO台阶结研制高性能的高温超导SQUID等超导器件奠定了基础.     

MgO单晶基片上YBCO高温超导薄膜的制备

在2英寸MgO(001)单晶基片上,采用直流溅射法,通过基片高温退火,成功制备了性能优越的YBa2C3O7-δ(YBCO)双面超导薄膜,能够满足超导滤波器的设计要求。X射线衍射(XRD)分析表明经过退火的基片上生长的YBCO薄膜与基片有单一的外延取向关系;用原子力显微镜(AFM)和高能电子衍射(RHEED)分析高温退火对基片表面状况的改变。结果表明制备的YBCO薄膜具有很好的超导电性,薄膜临界电流密度Jc(77K,0T)≈2.5×106A/cm2,微波表面电阻Rs(10GHz,77K)≈0.16mΩ。     

预处理柠檬酸对MgB2块材掺杂的影响

本文介绍了预处理柠檬酸(C6H8O7)掺杂对MgB2超导体的影响.通过该实验我们将柠檬酸中的一部分氧元素除去,降低了样品中MgO的含量,从而有效减轻了杂质相对超导转变温度(Tc)的抑制.另外,还发现样品的临界电流密度(Jc)在处理温度为200℃时达到最优值.在10K,4T条件下,200℃预处理的样品的Jc达到1.4×1...     

金属有机溶剂法Y1Ba2Cu3O7-δ超导薄膜的Ce掺杂效应

通过三氟乙酸盐-金属有机物沉积方法（TFA-MOD）研究了Ce掺杂对钇钡铜氧（YBCO）超导薄膜性能的影响.观察到10 mol%Ce掺杂使YBCO超导薄膜的c轴取相降低,出现明显的a轴晶粒,薄膜表面变得粗糙.尽管超导临界温度稍有减小,其超导临界电流密度（Jc）在高磁场下性能获得了有效提高,当外磁场强度达到2T时,超导薄...     

国产MOCVD-YBCO带材高温超导线圈研制与磁场温度特性研究

超导磁体的场强与超导材料的载流能力、磁体口径和低温环境有密切关系.为了在中高温区域实现高磁场强度的超导磁体,采用国产第二代高温超导带材,成功绕制出内直径为100 mm的高温超导线圈.该超导线圈在77,65,55和46 K不同温区下进行了性能测试,其最大运行电流分别为65,147,257和338 A,对应的中心磁场强度分别为0.78,1.77,3.1和4.08 T.所研制的超导线圈的中平面上磁场基本一致.     

Enhanced flux pinning in pulsed laser deposited Y Ba2Cu3O7−δ : BaTiO3 nanocomposite thin films

The effect of incorporation of BaTiO₃(BTO) nanoparticles on the flux pinning properties of pulsed laser deposited YBCO:BTO thin films was studied. Substantial increase in the critical current density (J_C) and the pinning force density (F_p) of the nanocomposite thin films was observed. At 77 K, and zero applied magnetic field, the value of J_C for YBCO and YBCO:BTO (2%) thin films were 2.93 MA/cm² and 6.43 MA/cm², respectively. At the same temperature and an applied magnetic field of 4 T, the value of J_C increases from 3.6×10⁴ A/cm² for YBCO thin film to 2.7×10⁵ A/cm² for YBCO:BTO (2%) nanocomposite thin film. The study of temperature and field dependence of of YBCO and YBCO:BTO thin films indicates similar type of pinning. The lattice mismatch between YBCO and BTO seems to introduce more defects resulting in the improvement of flux pinning properties.