低温超导物理学中的重要实验史话

综观超导发展史，实验既是创立超导理论的基础，也是检验超导理论的惟一手段。正是实验的发展，不断揭示了超导的各种新现象，日益加深着人们对超导电性的认识，促进了超导物理学的发展和应用。文章回顾了低温超导发展过程中的一些重要实验，探讨了这些实验的思想及其对超导发展的重要促进作用。通过对超导实验历史材料的研究，我们不仅可以学到科研技能和了解科学新现象的发现过程，而且可以学到正确的科研态度和方法。     

BESⅢ超导电缆极端弯曲下载流能力试验及氦弧焊焊接接头低温电阻测量

北京谱仪（BESⅢ）超导磁体是为北京正负电子对撞机二期改造工程（BEPCⅡ）制造的超导探测器磁体．它采用了国际上先进的两相氮问接冷却方式及线圈内绕技术．其超导线为铝稳定体NbTi／Cu超导电缆．由于生产工艺上长度的限制，BESⅢ超导电缆由三段电缆焊接而成．焊接匝电阻必须限制在一定范围内，以免产生过大的焦耳热，影响磁体的正常运行．超导电缆由支撑筒内部引出到颈管及阀箱部分时，有一定角度的平弯及侧弯，这部分弯曲电缆的载流能力也是必须要考虑的问题．为此，我们进行了两次超导电缆性能测试实验，对超导电缆弯曲前后的载流能力进行了测试，并且测量了超导电缆低温下的焊接电阻．本文提供了这两次实验的实验结果及分析．     

BESIII超导电缆极端弯曲下载流能力试验及氦弧焊焊接接头低温电阻测量

北京谱仪(BESIII)超导磁体是为北京正负电子对撞机二期改造工程(BEPCII)制造的超导探测器磁体.它采用了国际上先进的两相氦间接冷却方式及线圈内绕技术.其超导线为铝稳定体NbTi/Cu超导电缆.由于生产工艺上长度的限制,BESIII超导电缆由三段电缆焊接而成.焊接匝电阻必须限制在一定范围内,以免产生过大的焦耳热,影响磁体的正常运行.超导电缆由支撑筒内部引出到颈管及阀箱部分时,有一定角度的平弯及侧弯,这部分弯曲电缆的载流能力也是必须要考虑的问题.为此,我们进行了两次超导电缆性能测试实验,对超导电缆弯曲前后的载流能力进行了测试,并且测量了超导电缆低温下的焊接电阻.本文提供了这两次实验的实验结果及分析.     

超导球在磁场中的受控运动—迈斯纳效应演示实验方案

用相互垂直的数个线圈构造空间磁场的极小值点，通过计算机改变线圈中的电流，使此极小值点做受控运动，从而实验通过悬浮于该处的超导球对迈斯纳效应的动态展示，文章还对实验的原理和可行性进行了讨论。     

1911年4月：昂内斯开始研究超导性

2007年,物理界庆祝高温超导体“物理界的伍斯托克”会议20周年,以及BCS超导理论50周年。然而,超导性的故事实际上却是开始于1911年,那年昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）最先发现了超导现象。     

高温超导体环流演示仪

利用永磁铁对超导样品进行激励,产生的超导环流不衰减,由此原理制做了高温超导环流演示仪,该仪器可演示零电阻现象、环流磁场及超导体电阻与温度的关系.     

超导电性发现的历史回顾

回顾了超导电性发现的科学技术条件、过程,以及这一过程中的科学思想方法和经验,说明了超导电性的发现并非是偶然的,通过对超导电性发现的历史回顾,希望能对掌握科学发展的基本规律有所裨益。     

LK-99的半磁悬浮和高温超导体的锁定磁悬浮

基于电磁学和超导物理学的原理和相关实验数据,说明所谓的室温常压超导体LK-99在圆盘状钕铁硼永磁体极面的半悬浮应来源于其中的铁磁杂质碎片所受的转矩和引力。涂覆Y-Ba-Cu-O的高温超导体薄片在这种永磁体磁极上下的锁定悬浮,则起因于不均匀外磁场中超导体位置变化感生的超导电流所受该磁场的位置回复洛伦兹力,而并非迈斯纳效应和所谓的量子锁定的结果。     

一种基于迈斯纳效应的超导电机的驱动力的计算

超导体的迈斯纳效应是超导体的特有的性质之一,超导驱动的电机正是利用超导体的这个性质而设计的一种新型电机,由于驱动原理与传统的电机有很大的不同,这种电机的驱动力的计算一直是这种超导电机设计中要解决的主要问题,针对一种结构的电机,利用理论分析和数值计算的方法计算了一种基于超导体迈斯纳效应的超导电机驱动力的大小,为这种电机的设计提供了主要依据。     

自旋超导态

文章综述了近几年来自旋超导领域的研究进展。自旋超导态是由电荷为零自旋非零的玻色子在低温下凝聚成的超流态。文章将介绍自旋超导态的类伦敦方程、类金兹堡—朗道方程及其BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)型哈密顿量。然后利用这些方程和理论,导出自旋超导体的一些有趣现象,如：零自旋阻现象、电迈斯纳效应和自旋流约瑟夫森效应。此外,作者也讨论了一些很可能是自旋超导体的候选体系,自旋超导体的应用前景,以及该子领域的发展前景展望。     

高Tc超导体的临界电流和磁体应用

1987年高温超导材料的发现,给人以希望.甚至有人预言一个新时代的到来,在石器、青铜、铁器和半导体时代之后会是超导体时代.超导体时代的大多数应用,取决于利用其零电阻特性制作强磁体的可能性.这要求能将超导材料制成线材,在强磁场下临界电流超过10’A/cm2。 传统的超导体线材,如 Nb-Ti线,Nb3Sn线,由于转变温度Tc较低,只能在液体氦温度下工作,带来诸多不便.氧化物高温超导材料,Tc在液氮温度之上,似乎可在77K 以上使用,但存在两个主要的问题.一个通常称做“弱连接”或“颗粒超导电性”问题,材料中晶界等弱连接区限制了材料临界电流的大…     

20kA高温超导电流母线本体的绕制和实验

系统描述了20kA、5米长高温超导电流母线本体的绕制、焊接及实验。超导母线本体设计采用成熟的均流技术设计,在自主开发的专用绕线机上进行绕制。超导线采用B i2223/Ag多芯不锈钢加强带材。在超导带材与端部焊接过程中采用新的焊接技术,保证了超导性能不退化和减小接触电阻。对绕制的超导母线本体进行了直流实验。实验结果表明,两端端部接触电阻小于10nΩ,超导母线的临界电流大于32kA,满足设计指标要求。     

锡烯超导中的第二类伊辛配对机制

超导体在外加一定的磁场时会通过产生超流来保证磁力线不进入到体内,这个现象就是著名的迈斯纳效应。对于第二类超导体,当磁场超过一临界值——下临界磁场(B^c1)——时,超导体体内会出现许多不再超导的“核”,磁力线以量子磁通的形式穿过它们。超流环绕这些“核”而形成涡旋,这保证体内其他区域仍处于超导态。随磁场的增加,涡旋密度会逐渐增加。     

一种基于迈斯纳效应的超导电机

超导电机是基于低温环境下超导体迈斯纳效应应用的一种新型旋转电机.该电机有常规电机无法比拟的优良特性:具有高速,结构简单和低损耗的特点.近年来得到发展,特别是在航空,航海,卫星等高科技领域的应用.本文讨论了应用迈斯纳效应的超导电机的工作原理,电机的设计方案.着眼于工程制造,应用有限元方法针对电机设计进行了可行性分析,并对电机性能进行了理论评估.     

Upper Critical Fields and Anisotropy of BaFe1.9Ni0.1As2 Single Crystals

Temperature dependence of the upper critical magnetic field （Hc2） near Tc of 20 K in a BaFe1.9 Ni0.1 As2 single crystal is determined via magneto-resistance measurements, for the out-plane （H ⊥ab） and in-plane （H ｜｜ ab） directions in magnetic fields of up to 8 T. The upper critical fields at zero temperature estimated by the Werthamer-Helfand- Hohenberg （WHH） formula are μ0H^｜｜ c2（0） = 137 T and μ0H⊥c2（0） = 51 T, both exceeding the weak-coupling Pauli paramagnetic limit （μ0Hp = 1.84Tc）. However, the WHH formula could overestimate the μ0H^｜｜12（0） value. The anisotropy of upper critical fields is around 3 in the temperature range close to Tc. The result is very similar to the Co-doped 122 superconductor BaFe2-x Cox As2, indicating that electron-doped 122 superconductors exhibit similar superconducting properties.     

铁硒基超导研究新进展:高质量(Li,Fe)OHFeSe单晶薄膜

单晶薄膜形态的高温超导材料对于相关基础科学研究和应用开发都极为重要.多带的铁基高温超导体往往呈现丰富的物理现象,并具有较高的超导临界参数.特别是近年发现的插层（Li,Fe）OHFeSe超导体,无论对高温超导机理还是应用研究而言,都日益受到重视,已成为铁基家族中重要的典型材料.但是,该化合物含有OH键,加热易分解.因此,现有的常规高温成膜技术均不适用于生长该薄膜材料.为解决这一生长难题,我们最近发明了基体辅助水热外延生长法,实现了超导薄膜制备技术上的突破.本文简要介绍用此软化学成膜技术首次成功制备出（Li,Fe）OHFeSe单晶薄膜.该薄膜材料具有优良的结晶质量和较高的超导临界参数,特别是其高的临界电流密度和上临界场对应用开发有实际价值.因此,（Li,Fe）OHFeSe超导单晶薄膜的成功合成,为机理研究和应用开发分别提供了重要的实验载体和备选材料.另外,该薄膜技术也有望应用于其他功能材料的探索与合成,尤其是对常规手段难以获取的材料更具重大价值.     

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…