1988年高温超导研究进展

一、新体系的研究 1988年,高温超导研究的先导仍然是新材料的发现.年初,发现了新的含铋和铊的铜氧化物体系,转变温度超过了 100K.新的 Bi-Sr-Ca-Cu-O和 TI-Ba-Ca-Cu-O比 La2-xBaxCuO2及YBa2Cu3O7系统多一个元素,因而更复杂一些.它们在结构上既有明显的不同但又紧密相关,这为检验不同的理论模型提供了重要的依据.新体系总共有八个不同的结构,均为层状,包含有一个或数个相邻的CuQ2面所组成的钙钛矿块,这些块由TIO单层或TIO,BiO双层隔开.在这八个新的超导体以及早一些发现的高Tc材料中,均有CuO2面存在,这强烈地表明,对高温超导材…     

高温超导性综述

本报告综述了高温超导电性的理论发展,并在此基础上,探讨了最近发现高Tc超导氧化物的超导机制。     

MgB_2超导电性的发现及新一轮高临界温度超导研究热潮

20 0 1年 1月 10日 ,在日本召开的学术会议上 ,AoyamaGakuin大学的J.Akimitsu教授宣布MgB2 显现超导电性 (Tc=39K) .紧接着的一系列研究工作表明 ,MgB2 属于BCS超导体 .这些发现引起了新一轮高临界温度超导研究热潮     

高温超导导线在低平行磁场下传输性能的研究及其在电缆应用中的影响

在迄今流行的认知当中,第二代高温超导导线相对于一代导线具有更优良的磁场性能,然而本研究发现在液氮温度和低平行场(平行于导线宽面)的条件下实际情况恰好相反。文中通过测量研究和文献调研相结合,确认了这一现象的可靠性。高温超导电缆在远距离输电和大型城市输电方面都具有显著的性能优势,必将为我国电力能源领域带来重大的技术变革。而在高温超导电缆等应用技术中,低平行场是典型的使用条件,根据本研究得到的数据并考虑到价格因素,目前一代导线在这些应用领域中具有明显的相对优势。     

高温超导材料的应用遇到困难

两年前当高温超导材料出现时,人们的注意力集中于高的临界温度,认为材料有可能在液氮温度(77K)得到应用,不需要使用不便且昂贵的液体氦,前景似乎很美妙.事实上,对实际应用言,更重要的是临界电流密度Jc.科学家们为提高Jc而努力,在薄膜材料中得到了很大的成功,Jc在液氮温度可达 105A/cm2,足以满足大多数电子学方面应用的要求.体材料却相反,最高的Jc值也要比上述结果小100多倍.科学家们发现在提高Jc方面面临着复杂困难的局面,这主要来源于磁通线格子的行为. 早在60年代,人们就发现当电流通过时,超导体中的磁通线会感受到推力.如果磁通线被推…     

高温超导电缆终端的研究与开发

简单介绍了高温超导电缆的终端的基本结构特点与作用等 ;并主要介绍了工业化国家中美国、日本、丹麦等所研制的 HTS电缆终端以及目前我们所研制的终端情况。     

铁基超导的前世今生

高温超导机理被誉为凝聚态物理学前沿研究皇冠上的明珠,铁基超导的发现和研究极大地促进了人们对高温超导电性的理解。文章将简要回顾超导研究的历史和基本概念,介绍铜基高温超导研究的现状及困难,详述铁基超导的发现及其在高温超导研究中的关键桥梁作用,着重介绍中国科学家在铁基超导洪流中做出的重要贡献。     

掺Pr的Y-Ba-Cu-O体系超导体的红外光谱研究

本文报道了对Pr_xY_1-xBa₂Cu₃O_7-δ体系超导体红外光谱研究的结果。发现在整个光谱范围内(中红外和远红外),Pr含量增加的直接结果是大部分反射峰的强度增强。在远红外区,Y原子的“指纹”性声子190cm^-1峰的频率位置与Pr含量无关,证明了Pr在该体系中价态要比Y的+3价高,介于+3价与+4价之间。通过对各个声子结构的指认,我们发现:随Pr含量增高,声子活性增强的振动模必定是属于CuO₂面内的或与CuO₂平面平行的振动模,与YBa₂Cu₃O_7-δ体系中减少氧的情况类似。这意味着CuO₂面内的振动对于高温超导性的重要作用。 关键词：     

超导变电站的研究综述

高温超导电力技术的发展使得建设超导变电站具有了可行性,超导变电站是包含高温超导磁储能系统、高温超导限流器、高温超导电缆和高温超导变压器等超导装置的一种新型变电站。超导变电站的应用将使变电站成为电网中柔性坚强、清洁高效、安全可靠的支撑节点,这将对智能电网的建设有重大的意义。在深入研究高温超导电力技术发展情况的基础上,阐述了超导变电站相比传统变电站的优越性、发展超导变电站的技术基础、超导变电站应用的技术难点,并对超导变电站的发展做出了展望。     

高温超导长带缓冲层的缺陷分析

实现二代高温超导产业化的关键之一是提高良率。作者在实践中发现,影响带材良率的一个重要因素是存在于带材上的缺陷。对二代高温超导带材中缺陷的研究应该是个一个重要的课题,但是还没有见到过有关的报道,该文对带材中大量出现的典型缺陷进行SEM和EDS分析发现,发现缺陷处有大量C元素,且该C元素存在于抛光基带和缓冲隔离层之间的界面上。由此,推测缺陷产生的根源是抛光带表面的有机物污染,并得到了证实。据此,在抛光工艺中的过滤系统得到了改进,最终良率得到了提高。同时,作者认为,使用SEM-EDS对缺陷进行元素分析,是二代带材开发生产中,对带材缺陷进行快速分析的一种可行方法。     

MgB2超导电性的发现及新一轮高临界温度超导研究热潮

2001年1月10日,在日本召开的学术会议上,Aoyama Gakuin大学的J.Akimitsu教授宣布和MgB2显现超导电性（Tc＝39K）,紧接着一系列研究工作表明,MgB2属于BCS超导体,这些发现引起了新一轮高临界温度超导研究热潮。     

Nd2CuO4及其微量Zn掺杂单晶样品的传输性质研究

用助溶剂方法高温烧制了电子型超导体母体材料Nd2CuO4及其微量Zn掺杂的单晶样品，并系统地研究了在15-300K范围内样品的电阻率和热电势行为．两者在25-200K之间的温区都表现相同的物理行为—高温区为半导体热激活行为，低温区为二维变程跳跃行为．在206K附近发现了反铁磁转变对热电势行为影响的精细峰和弛豫现象．我们的实验结果表明在180K以上温区载流子的行为不满足传统的能带理论．退火对25K以下的温区的热电势的行为有非常显著的影响，其本征的物理性质还需要深入的研究．     

高温超导3mm波成像技术研究

为了探讨高温超导探测器的应用前景 ,研制了 1 2元线列高温超导探测器和成像原理样机。1 2元高温超导探测器的黑体平均 D*≥ 1 .8× 1 0 9cm Hz1/ 2 W- 1,平均 R≥ 1 .9× 1 0 4 VW- 1和 3mm辐射响应平均 D* ≥ 7.5× 1 0 8cm Hz1/ 2 W- 1,平均 R≥ 1 .6× 1 0 4 VW- 1。采用能量探测器代替外差混频器件研制的成像系统对 3mm辐射成像获得成功 ,预示高温超导探测器 (Bolometer)在 3mm波可得到广泛应用。     

1MJ高温超导储能-限流磁体的电磁优化设计

超导磁体是超导储能-限流系统(SMES-FCL)中最为核心的部件,它运行于复杂电磁环境中,电磁设计是整个磁体设计中最为重要的环节。文中结合1G和2G高温超导带材的电磁特性,采用两种带材混合绕制磁体的技术方案,运用有限元方法(FEM)对1MJ高温超导磁体的电磁结构和特性进行仿真分析和研究。经过仿真与优化,综合带材用量、制冷成本和运行成本以及在脉冲和限流等极端情况下所需安全裕度等多种因素,完成磁体的电磁优化设计。     

高温超导氧化物YBCO掺锆酸钡薄膜的制备及其结构分析

本文用脉冲激光溅射沉积法(PLD)在LaAlO3(100)基片上外延生长YB%Cu307-δ掺锆酸钡(BZO)薄膜.用X射线衍射、透射电镜对薄膜结构进行分析.探索PLD沉积的最佳实验参数,最佳沉积温度为800℃,最佳氧分压为25 Pa,最佳沉积频率为3 Hz.     

高温超导储能应用研究的新进展

简要回顾了用于高温超导储能磁体的高温超导磁体材料的性能;重点介绍了近年来几种类型的高温超导储能磁体的研究新进展;然后分别介绍了Bi-2212和Bi-2223高温超导储能磁体的研究情况;最后简述了将来可能用YB-CO(或NdBCO)涂层导体材料设计在液氮温区运行的高温超导储能磁体。     

Nd2CuO4及其微量Zn掺杂单晶样品的传输性质研究

用助溶剂方法高温烧制了电子型超导体母体材料Nd2CuO4及其微量Zn掺杂的单晶样品,并系统地研究了在15～300K范围内样品的电阻率和热电势行为.两者在25～200K之间的温区都表现相同的物理行为高温区为半导体热激活行为,低温区为二维变程跳跃行为.在206K附近发现了反铁磁转变对热电势行为影响的精细峰和弛豫现象.我们的实验结果表明在180K以上温区载流子的行为不满足传统的能带理论.退火对25K以下的温区的热电势的行为有非常显著的影响,其本征的物理性质还需要深入的研究.     

欠掺杂高温超导体中的涡旋电荷结构相变

利用平均场t-t′-U-V-V_c模型,通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程,研究了高温超导体中涡旋结构的相变.发现增大原位排斥势U,自旋密度波、电荷密度波以及d波序参量由棋盘结构转变为条纹结构.模型哈密顿量中引入合适强度的长程库仑势后,欠掺杂高温超导体样品中也可以出现二维或者棋盘结构,结果与文献报道的扫描隧道显微镜实验结果一致. 关键词： 高温超导 涡旋结构 长程库仑势     

超导材料的发展与研究现状

新型超导材料一直是人类追求的目标。该文主要从超导材料的探索与发现、制备技术、基础研究面临的挑战等几个方面来探讨超导材料的发展与研究现状。