铜位锌替代对DyBa_2Cu_3O_(7-δ)体系超导电性的影响

利用X射线衍射(XRD)技术对DyBa2Cu3-xZnxO7-δ(x=0.0~0.4)系列样品的晶体结构进行探测,研究体系相结构的掺杂效应。结果发现,在整个掺杂范围体系保持了正交相的晶体结构。采用四引线法对掺杂样品DyBa2Cu3-xZnxO7-δ的超导电性能进行了系统测量,发现随着Zn掺杂量的增加,样品的超导转变温度总体呈明显降低趋势,分析了铜位锌掺杂对超导电性抑制的原因。     

Anderson局域化不是铜氧化合物高温超导电性变化的原因

通过对高温超导体中的元素替代效应进行分析,指出无论是在 CuO_2平面的元素替代还是不在 CuO_2平面的元素替代都不能用无序引起的载流子局域化来解释超导电性的变化和正常态性质变化.认为对超导电性根本负责的是 CuO_2平面中一定浓度的 O_(2p)空穴与 Cu3d轨道未配对的 dx~2-y~2电子的某种结合状态.     

电子型超导体Pr1.85Ce0.15CuO4-δ中Cu位V替代对超导电性的影响

本文研究了Pr1.85Ce0.15CuO4-δ(PCCO)中V4 离子替代Cu2 离子后对其超导电性的影响.Pr1.85Ce0.15Cu1-xVxO4-δ(x=0～0.10)电阻率测量结果显示:微量(x≤0.04)V4 离子替代Cu2 离子可以改善样品的超导电性;随着替代量的增加,体系的超导电性逐渐被抑制,x=0.08时超导电性消失.我们主要从样品的微观结构和载流子浓度两个方面的变化分析了V4 替代Cu2 对PCCO超导电性的影响机制.霍尔系数实验结果表明,替代量较少时,体系中载流子浓度随着x的增加而增加,有助于超导电性的改善,但是当替代量增加到一定程度时,晶格畸变程度的增大和顶点氧的出现,抑制了超导电性.     

Mn掺杂对La_(0.925)Pr_(0.925)Sr_(0.15)CuO_4磁性和超导电性的影响

La0.925Pr0.925Sr0.15Cu1-xMnxO4+y(LPSCMO)多晶样品采用传统的固相反应法制备.X射线衍射表明:LP-SCMO具有典型的空穴搀杂的T-214相的结构.磁化率测量显示:Mn掺杂在x≤0.05范围内具有超导转变;Tc随x的增大逐渐减小.对x≥0.10的样品,在低温区(大约10K)存在反铁磁转变,并且转变温度变化不大.对于x≥0.15的样品,在220K附近存在类似巨磁阻材料的铁磁性转变,并对其产生的机理进行了分析.     

掺杂MgCNi3超导电性和磁性的第一性原理研究

从第一性原理出发，计算了MgCNi₃的电子能带结构.MgCNi₃中C 2p与Ni 3d轨道杂化使穿梭费米面上的Ni 3d能带表现出平面性，费米面落在态密度范霍夫奇异(vHs)峰的右坡上.vHs峰上大的电子态密度和铁磁相变点附近的自旋涨落是决定MgCNi₃超导电性的重要因素.研究了三种替代式掺杂对其超导电性和磁性的影响，发现电子掺杂使费米能级下滑到态密度较低的位置，导致体系转变为无超导电性的顺磁相；同构等价电子数的金属间化合物的轨道杂化，引起费米面上态密度的减少，降低了超导电性；而空穴掺杂使费米面向vHs峰值方向移动，虽然费米面上电子态密度增大可能提高超导电性，但增强了的Ni原子磁交换作用产生铁磁序，破坏了超导电性. 关键词： 电子结构 超导电性 磁性 掺杂     

新超导体MgCNi3的虚晶掺杂研究

用全势线性缀加平面波方法,考虑局域自旋密度近似研究虚晶掺杂MgCNi3的超导电性和磁性.计算了自旋极化能带结构、体弹性模量和它对压力的导数、原子磁矩 m 及其变化率.计算结果表明,对于电子掺杂的Mg1-xAlxCNi3(0≤x≤0.5), 超导电性和磁涨落随掺杂量的增加逐渐减小.空穴掺杂的Mg1-xNaxCNi3,在x＝0.12处出现铁磁相变,超导电性消失.在MgCNi3少量空穴掺杂区域(0≤x<0.12),表现为超导与磁涨落共存的不稳定状态.     

新超导体MgCNi3的虚晶掺杂研究

用全势线性缀加平面波方法,考虑局域自旋密度近似研究虚晶掺杂MgCNi₃的超导电性和磁性.计算了自旋极化能带结构、体弹性模量和它对压力的导数、原子磁矩m及其变化率.计算结果表明，对于电子掺杂的Mg_1-xAl_xCNi₃(0≤x≤0.5)，超导电性和磁涨落随掺杂量的增加逐渐减小.空穴掺杂的Mg_1-xNa_xCNi₃,在x＝0.12处出现铁磁相变，超导电性消失.在MgCNi₃少量空穴掺杂区域(0≤x<0.12)，表现为超导与磁涨落共存的不稳定状态. 关键词： 超导电性 能带结构 态密度 磁性     

浅析电子型掺杂铜氧化物超导体的退火过程

铜氧化物高温超导体的发现, 打破了基于电声子相互作用BCS理论所预言的超导转变温度极限, 掀开了高温超导材料探索和高温超导机理研究的序幕. 根据掺杂类型的不同, 铜氧化物超导材料可以分为空穴型掺杂和电子型掺杂两类. 受限于样品, 对电子型掺杂铜氧化物的研究工作远少于空穴型掺杂体系. 本文简要回顾有关电子型掺杂铜氧化物超导体近期研究成果, 通过对比电子型掺杂和空穴型掺杂铜氧化物的相图来阐明电子型掺杂铜氧化物的研究对探索高温超导机理的必要性, 并特别针对电子型掺杂样品制备中的关键因素“退火过程”展开讨论. 结合课题组最新实验结果和相关实验报道我们发现电子型掺杂铜氧化物超导体在制备过程中除受到温度和氧分压的影响外, 退火效果还受到界面应力的强烈调制. 在综合考虑样品生长过程中温度、气氛及应力等多种因素的基础上, 探讨了“保护退火”方法导致电子型体系化学掺杂相图变化的起因.     

层状铜氧化物超导体的有限温Landau理论

采用有限温的Landau理论来描述层状铜氧化物超导体中的竞争序和层间Josephson隧道效应 .通过讨论单层和双层铜氧面结构的超导体中序参量的相图，并与实验相比较来确定理论中 唯象参数的合理范围，同时也解释了在最佳掺杂区附近赝能隙的转变温度远高于与之对应的 能量尺度这个颇具疑惑的实验事实.再将理论应用到多层的超导体系，计算了超导转变温度 T_c随体系层数N的变化，在合理的参数空间里，最佳掺杂区附近的计算结果与现 有的实验相一致，而在极度欠掺杂区和极度过掺杂区的单调性上升可作为理论预言 关键词： 竞争序 层间Josephson隧道效应 电荷不平衡 赝能隙     

原子半径差与高温超导电性的关系

提出了确定各种类型的稀土氧化物的原子半径差Δd的计算公式,用该式计算了60种稀土氧化物超导体的原子半径差Δd的值,发现稀土氧化物超导体的原子半径差Δd多数集中在0.5878—0.6158之间一个狭窄范围。而原子半径差在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性,常见非氧化物超导体的原子半径差一般不在此范围。显然原子半径差Δd可作为稀土氧化物超导性的一个经验判据,这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定指导意义。     

高温超导体在未来聚变装置中的应用

简要地介绍了磁约束托卡马克装置中用超导磁体代替常规磁体的发展方向 ;叙述了可能用在聚变中的两类高温超导材料 ,并讨论了托卡马克磁体对高温超导体的特殊要求 ;描述了高温超导体的聚变应用进展 ;介绍了高温超导电流引线以及 A- SSTR2反应堆高温超导环场 (TF)线圈的概念设计     

基于磁场强度的高温超导磁悬浮轴承数值仿真方法

本文提出了一种高温超导磁悬浮轴承数值仿真方法,并对其悬浮力计算结果进行了验证.该方法采用基于磁场强度的H法对高温超导进行建模,利用间接耦合方法体现磁场对于超导作用,从而对高温超导磁悬浮进行仿真.该模型在有限元软件COMSOL Multiphysics中进行计算.此外,本文探讨了剖分网格对于模型计算时间、精度的影响和不同涂层导体堆叠方式对悬浮力的影响,以指导在实际应用中对于堆叠方式的选取.     

Analytical Result on the Supercurrent Through a Superconductor/Quantum-Dot/Superconductor Junction

We present an analytical result for the supercurrent across a superconductor/quantum-dot/superconductor junction. By converting the current integration into a special contour integral, we can express the current as a sum of the residues of poles. These poles are real and give a natural definition of the Andreev bound states. We also use the exact result to explain some features of the supercurrent transport behavior.     

Analytical Result on the Supercurrent Through a Superconductor/Quantum-Dot/Superconductor Junction

We present an analytical result for the supercurrent across a superconductor/quantum-dot/superconductor junction. By converting the current integration into a special contour integral, we can express the current as a sum of the residues of poles. These poles are real and give a natural definition of the Andreev bound states. We also use the exact result to explain some features of the supercurrent transport behavior.     

高温超导体在对称和不对称外磁场中的悬浮力计算

在理想无限长直高温超导 -永磁导轨系统中 ,由于导轨磁场分布的不均匀性 ,超导体运动过程中所处外磁场有对称及不对称分布两种情况。原 Prigozhin模型假设超导体各向同性 ,但 YBCO高温超导体存在明显的各向异性。改进Prigozhin模型增加了原模型中的约束条件 ,考虑了这种各向异性。在对称外磁场中改进 Prigozhin模型的计算结果和原Prizhogin模型相同 ,因为原模型在对称外磁场中自然满足超导体各向异性。在不对称外磁场中计算结果和实验结果吻合较好 ,而原模型计算结果和实验结果差别较大。所以改进模型考虑了各向异性 ,适用于对称和不对称外磁场 ,能得到更准确的计算结果。     

Bi系高温氧化物超导体CuO2面内Cu-O键伸缩振动的分析

测试了一系列Ｂｉ系高温氧化物超导体的红外吸收谱，分析了Ｂｉ系超导样品ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ键的伸缩振动与样品超电性的联系。结果表明，ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ伸缩振动吸收峰强度的变化与样品零电阻的变化一致，其原因与微观结构内部声子与载流子的相互作用密切相关。其次，根据分子振动理论，采用简化模型计算了Ｂｉ系超导体ＣｕＯ２面内Ｃｕ－Ｏ振支频率     

Critical Temperature Characteristics of Layered High-Temperature Superconductor Under Pressure

We consider a Ginzburg-Landau modified model of layered high-temperature superconductor under pressure. We have theoretically studied the relation between the pressure and the temperature of layered high-temperature superconductor. If the pressure is not a constant, we have a relation of quadratic equation between the pressure and the temperature of layered high-temperature superconductor. In a special case, we find the critical temperature decreases with further increasing pressure. In another special case, the critical temperature increases with furtherincreasing pressure.     

第二代高温超导长带传输临界电流表征及其对电压引线间距的依赖性

传输法(或四引线法)测量可直观、准确的体现超导材料临界电流特性.为表征第二代高温超导长带临界电流及其沿长度方向均匀性特征,本文以四引线法为基础,建立了动态传输法测量装置,并对该装置的重复稳定性进行了评估,同时,表征了第二代高温超导长带临界电流对电压引线间距的依赖关系.实验结果发现,重复性测量不确定度为0.74%(<1%),该装置具有良好重复稳定性,且测量速度达200～300 m/h,满足高温超导产业化测量需求;随着电压引线间距增加,第二代高温超导长带各测试段临界电流的最大值和最小值分别呈现逐渐减小和增加的趋势,平均值变化不大,保持稳定,其中最大值和最小值向平均值收敛;各测试段临界电流的标准偏差随电压引线间距的增加而减小,通过线性拟合得,标准偏差与电压引线间距关系为:s=3.47/L₂^0.36.传输法测量装置的建立及其关键参数电压引线间距对临界电流表征的影响研究,对推动第二代高温超导产业化进程具有重大意义.     

高温超导体的结构组装

 在总结铜氧化物高温超导体晶体结构特点的基础上，提出了以无限层结构Cu-O钙钛矿为核心的结构组装概念，通过和相关结构的外延组合，衍生出了高温超导体的主要晶体构型。进一步运用此观念，建立了新的三元数命名法，并对高温超导体的晶体结构进行了归类。     

Development of Oxidation Sources in Preparation of High-Tc Oxide Superconductor Thin Films Using the Molecular Beam Epitaxy Method

Film preparation of oxide superconductors, mainly of the 1-2-3 (RBa₂Cu₃O_x) and Bi-containing (Bi-Sr-Ca-Cu-O) systems, by evaporation of either metals or metal compounds by low pressure is summarized, with a particular focus on the development of oxidation sources essential to the technique. Oxidizing reagents that enable the oxidation of metal evaporates to take place in high (0·1 to 10_?3 Pa) or even ultra-high (<10_?5 Pa) vacuum are summarized using the experiments of those who tried to apply the molecular beam epitaxy method to atomically controlled fabrication of thin films of the material, especially for device processing. The evaporation in various kinds of oxidizing atmosphere, including the simple method of in situ annealing of the metal layers in oxygen to the more advanced in situ preparation of the films with strong oxidizing reagents such as atomic oxygen, ozone, nitric oxide, etc. along with the thermochemistry of the oxidation of metals by low pressure with these reagents is reviewed.