杂质散射对各向异性超导体的影响

最近,有几个作者讨论了非磁性杂质对各向异性超导体的影响,初步论证了Ander-son关于杂质散射能“抹平”各向异性的想法。他们一般只计算了超导体在掺杂后的转变温度,证明它是下降的。利用各向异性较弱的模型,我们试图比较系统地讨论杂质对各向异性超导体各种热力学性质和电磁性质的影响。也采用类似的模型计算了转变温度、能隙和态密度,但他没有讨论其他热力学性质(如比热跳跃,临界磁埸等),也没有计算电磁吸收。我们的计算表明,同时测量各种热力学量的变化,可以定量地(而不只是定性地)检验杂质散射“抹平”各向异性的理论。下面将我们工作的主要结果作一简要的报导。     

MgB2各向异性光学性质的第一性原理研究

使用密度泛函第一性原理研究了超导体MgB₂单晶各向异性的光学性质.在描述光学性质的基本理论和计算方法的基础上,计算了MgB₂的光电导谱、反射谱以及电子能量损失谱,并通过MgB₂的各个原子分解态密度图对所得到的反射谱和损失谱的各个谱峰做了详尽地分析.从光电导谱上来看,x方向与z方向有着很大差别,而在反射谱与电子能量损失谱中,x方向与z方向的特征峰位置都是相互符合的.从光导谱来看,沿 关键词： 超导体 电子结构 光学性质     

高压下二元富氢超导体的实验研究进展

自从1911年著名物理学家Onnes发现超导电性以来,人们不断努力提高超导转变温度,室温超导体是人类追逐的百年梦想。在近百年的研究历程中,铜基超导体、铁基超导体及麦克米兰极限MgB₂超导体的发现不断刷新了人们对超导领域的认知,也增强了人们进一步提高超导转变温度和挖掘高温超导机制的信心。最近,理论预测并被实验验证的新型富氢化合物显示了高温乃至室温超导电性的巨大潜力,成为室温超导体的最佳候选体系之一。值得注意的是,高压下硫氢化物和镧氢化物均具有超过200 K的超导转变温度,引领了富氢化合物的研究热潮,涌现了一些重要的理论和实验成果。本文聚焦于目前富氢化合物超导体的实验研究进展,从不同氢结构单元及氢成键特征的角度总结和归纳新型富氢化合物的晶体结构性质及超导性能。主要介绍了5种在实验上成功获得的富氢化合物超导体：间隙型、离子型、共价型、笼型及分子型。通过对比分析不同类型的富氢化合物超导体,总结出一些影响超导转变温度的普适规律,并提出目前实验上亟待解决的问题和未来主攻的实验方向。     

高温超导体的热力学性质的研究

以一个修正的依赖时间的金兹堡朗道理论和层状模型去研究高温超导体的热力学性质.计算各向异性超导体的热容量等一些热力学量,并且得到了超导体的熵、能、热容量的具体表达式,并与最近的实验数据进行比较,结果一致符合 关键词： 热容量 热力学量 高温超导体     

超导各向异性的研究现状简述

自从观察到临界电流随磁场偏角发生变化的现象以来（临界电流的各向异性）,如何在提升临界电流的同时降低各向异性成为了获得高性能超导体的主要考量。本文将以临界电流各向异性的起源——超导各向异性为核心,简述超导各向异性的实验现象、理论描述,及其与超导电动力学本构、磁弹耦合效应之间的关系。以此简述来突出超导各向异性在超导体物理和应用方面的重要性。     

高临界温度超导体在低温下的正常态性质

高临界温度超导体在低温下的正常态性质在超导转变温度以上，超导体处于正常态，这时电荷载流子运动伴随损耗，像通常正常金属那样存在一定的电阻．铜氧化合物高临界温度超导体（以下简称高温超导体）的正常态是二维性质的，载流子在铜氧平面内移动容易，而在二个铜氧面之...     

LiFeAs超导体中磁性与声子软化

运用第一性原理密度泛函理论研究了铁基超导体LiFeAs的电子结构和声子谱.计算得到的LiFeAs基态具有涨落的条型反铁磁构型.通过比较LiFeAs在非磁态与条形反铁磁态下的声子态密度,发现,LiFeAs中各向异性自旋互作用的竞争产生了不稳定的自旋密度波和部分晶格位置弛豫,导致Fe和As原子振动模式的软化,从而提高电声子耦合强度.因此,自旋-声子互作用对非常规超导电性有重要贡献. 关键词： 铁基超导体 反铁磁序 超导电性 电声子耦合     

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。     

各向异性超导体的Ginzburg-Landau理论

本文内容主要有二个方面 :1 )由各向同性均匀系的BCS理论扩展到各向异性非均匀系 ,并给出各向异性非均匀系的完整的GL方程式 ,定出了各个宏微观参量间的关系式。2 )结合层状结构氧化物超导体的导电层与非导电层相间的特征等 ,用有效调制势模型和电子有效质量近似 ,将各向同性均匀系的BCS理论较具体地扩展到各向异性非均匀系并进行深化研究。扩展理论所给出的临界温度和能隙方程公式 ,主要的热力学性质和电磁性质公式等应用到YBaCuO超导体上 ,理论结果与实验结果均相符 ,并也给出各向异性非均匀系的完整的GL方程式 ,与上面 1所给出的形式相同 ,也定出了各个宏微观参量间的关系 ,应用到YBaCuO超导体的一些主要性质上也与实验结果相符。     

MgB2超导体的各向异性

采用两带Ginzburg-Landau(GL)理论模型,考虑到两能带有效质量的各向异性,我们讨论了各向异性超导体MgB:的上临界磁场各向异性比以及有效相干长度对角度、温度的依赖关系.     

平均价电子数与掺杂MgB_2体系临界电流密度的关系

研究了掺杂二硼化镁超导体系的平均价电子数与临界电流密度之间的关系,发现它们之间有较好的规律性。由此,提出用平均价电子数作为提高掺杂二硼化镁超导体临界电流密度的一个新依据,对今后二硼化镁超导电性的改善有很好的指导意义。     

Superconducting properties of MgB2 from first principles

Solid MgB(2) has rather interesting and technologically important properties, such as a very high superconducting transition temperature. Focusing on this compound, we report the first nontrivial application of a novel density-functional-type theory for superconductors, recently proposed by the authors. Without invoking any adjustable parameters, we obtain the transition temperature, the gaps, and the specific heat of MgB(2) in very good agreement with experiment. Moreover, our calculations show how the Coulomb interaction acts differently on sigma and pi states, thereby stabilizing the observed superconducting phase.     

原位法MgB_2-B_4C复相超导体合成及相含量调控研究

以B4C和Mg为原料合成的MgB2-B4C复相超导体具有高的临界电流密度(Jc)和高的超导转变温度(Tc),是一种有潜力的实用MgB2超导材料,其成相机理对复相MgB2超导体的相含量调控和磁通钉扎研究具有重要意义。结合经典烧结理论,研究了B4C-Mg真空固相烧结制备MgB2-B4C复相超导体的超导相形成和晶粒生长过程,给出了B4C-Mg的金斯特林格扩散模型和MgB2晶粒生长过程。通过选择B4C原料粒径,MgB2-B4C复相超导体超导相体积相含量在18%-88%范围可控。相含量88%的MgB2-B4C复相超导体临界转变温度达33.5K,转变宽度1.5K。10 K环境6T外场下电流密度可以达到1×104A/cm2,表明MgB2-B4C复相超导体具有良好的磁通钉扎行为。     

硬度和电负性对掺杂二硼化镁体系临界电流密度的影响

依据Slater过渡态计算法计算出的元素的硬度和电负性作为标度,通过对二硼化镁及掺杂二硼化镁超导体硬度和电负性的计算,研究了二硼化镁及掺杂二硼化镁超导体硬度和电负性与临界电流密度的关系,发现其具有较好的规律性。由此,提出用硬度均衡值ηcq和电负性的平均效应值cχq作为提高掺杂二硼化镁超导体临界电流密度的一个新依据,对今后二硼化镁超导电性的改善有很好的指导意义。     

Mg粉粒度对MgB2超导体宏观特征和显微结构的影响

研究了Mg粉粒度对MgB2超导体宏观特征和显微结构的影响规律。将不同粒度的Mg粉和B粉分别按1.03∶2的比例混合、压制成型后,在流通高纯氩气的条件下于800℃烧结1h,制备出MgB2块材。利用阿基米德方法、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分别测试样品的密度、物相组成和显微结构等。结果表明,Mg粉粒度对MgB2超导体的物相组成没有影响;随着Mg粉粒度的增加,MgB2超导体的最大气孔尺寸、质量损失率、体积膨胀系数都逐渐增大,但其密度逐渐降低。     

Metallurgical phases and their magnetism at the interface of nanoscale MgB2/Fe layered structures

We report on the characterization of metallurgical phases and their magnetism at the interfaces of nanoscale MgB(2)/Fe layered structures. MgB(2)/(57)Fe multilayers with varying layer thicknesses were prepared by vacuum deposition and investigated, before and after annealing by electrical resistance measurements, x-ray diffraction and (57)Fe conversion-electron M?ssbauer spectroscopy (CEMS) down to 5 K. Interfacial Fe-B phases, such as Fe(2)B, were identified by CEMS. A superparamagnetic-to-ferromagnetic transition is observed with increasing (57)Fe film thickness. Ultrahigh vacuum annealing at 500 °C of the multilayers leads to strong diffusion of Fe atoms into the boundary regions of the MgB(2) layers. MgB(2) in the as-grown multilayers is non-superconducting. Structural disorder and the effect of Fe interdiffusion contribute to the suppression of superconductivity in the MgB(2) films of all the as-grown multilayers and the thinner annealed multilayers. However, an annealed MgB(2)/(57)Fe/MgB(2) trilayer with thicker (500 ?) MgB(2) layers is observed to be superconducting with an onset temperature of 25 K. At 5 K, the annealed trilayer can be conceived as being strongly chemically modulated, consisting of two partially Fe-doped superconducting MgB(2) layers separated by an interdiffused weakly magnetic Fe-B interlayer, which is characterized by a low hyperfine magnetic field B(hf) of ～11 T. This chemically modulated layer structure of the trilayer after annealing was verified by Rutherford backscattering.     

块体MgB_2中Zr元素对其致密性和微观结构的影响

将Mg粉、Zr粉和B粉按比例混合获得MgxZr1-xB2(x=5%、10%和20%),压制成型后,在流通氩气的条件下于800℃烧结2h。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析显微结构和化学组成,并且对烧结后的样品进行差热分析DSC。结果表明,适量的Zr掺杂使得MgB2的平均晶粒尺寸变小,晶界面积增加和晶粒连接性改善,从而获得致密性较高的MgB2超导体。     

Phonon density of states and phonon dispersion of superconducting MgB2

For the superconductor MgB2, we have calculated the phonon density of states (DOS), phonon dispersion and Eliashberg function throughout the Brillouin zone (BZ), using an empirical potential model. The calculated values are consistent with the theoretical and experimental values. The calculated results show our empirical potential model is available for MgB2.     

新型超导体二硼化镁(MgB_2)基础研究及其应用展望

文章简要介绍了新型超导体二硼化镁的发现、研究进展和应用前景 .理论和实验都已经证明 ,二硼化镁的超导电性来源于电声子耦合 ,可以用具有S -波对称性波函数的BCS图像来描述 .然而在二硼化镁超导体中 ,人们发现有两个超导能隙 ,一个在 6meV ,另外一个在 2meV左右 ,它们同时在超导转变温度处打开 ,这给超导机理研究带来了一些新的内容 .在混合态物理方面 ,人们发现超导与正常态的边界线 (上临界磁场Hc2 )与磁通融化线(不可逆线Hirr)之间有很大的间隙 ,即使在绝对零度时也是如此 ,作者提出这可能是由于双能隙的结果或磁通物质的量子融化 .在应用方面 ,最有可能把它做成超导磁体 ,利用闭路循环制冷机制冷在 2 0K左右使用 ,这样极有可能取代现在医学上使用的核磁共振成像的液氦温度超导磁体     

IMD-MgB2超导线材的研究进展

中心镁扩散技术(IMD)自2003年被Giunchi等人首创以来,国内外学者系统地揭示了Mg与B反应机制,MgB_(2)烧结成相过程及掺杂物的影响;IMD-MgB_(2)线材具有致密的MgB_(2)层,J_(e)远高于同等条件下传统PIT法制备的线材.目前IMD-MgB_(2)百米级线材已被成功制备,为IMD-MgB_(2)超导线材的生产应用奠定了基础.本文首先简要介绍了IMD-MgB_(2)超导线材的发展历程,其次讨论了对线材超导性能影响的相关因素,包括B粉和C掺杂、有效的MgB_(2)层密度、晶粒尺寸、粉末填充系数、线材直径、热处理条件及线材的交流损耗,最后简述了IMD-MgB_(2)超导线材目前存在的技术难题及未来的工作重心.