c轴取向SiC衬底MgB_2超导厚膜的制备及性质

通过混合物理化学气相沉积法(Hybrid Physical-chemical Vapor Deposition,简称HPCVD),我们在SiC衬底上制备出了c取向8μm厚的MgB2超导厚膜.电性质测量表明其起始超导转变温度是41.4K,转变宽度为0.5K,剩余电阻比率RRR～7.磁性质测量表明5K和零场下样品的临界电流密度达到了1.7×106A/cm2.     

混合物理化学气相沉积法制备蓝宝石衬底外延MgB2薄膜性质的研究

我们用混合物理化学气相沉积(Hybridphysicalchemicalvapordeposition简称为HPCVD)法在αAl2O3(00l)衬底上原位制备了一批超导性能良好的外延MgB2超导薄膜样品.用10%浓度的乙硼烷(B2H6)氢气混合气作为原料,研究了不同条件对MgB2薄膜沉积速率的影响.在一定条件下制备了一批MgB2薄膜,厚度为200nm左右,样品的零电阻转变温度(Tc0)最高达到39K.X射线衍射分析的θ～2θ扫描表明,MgB2薄膜的晶粒都具有较好的C轴取向,对样品的(101)面Φ扫描结果显示MgB2薄膜晶格与衬底有很好的外延取向,取向关系为[1010]MgB2∥[1120]Al2O3.由毕恩模型计算求得在5K和零场条件下,样品的临界电流密度Jc=9.8×106A/cm2.这些结果表明HPCVD技术在MgB2外延薄膜原位制备方面有着很大的优势,从而有利于实现MgB2薄膜在电子器件方面的应用.     

混合物理化学气相沉积法制备Al2O3衬底MgB2薄膜性质的研究

我们用混合物理化学气相沉积(Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition简称为HPCVD)法在Al2O3(00l)衬底上原位制备了MgB2超导薄膜样品.样品厚度约为1μm左右,最高的超导起始转变温度Tc(onset)＝40.3K,转变宽度ΔT为0.3K.ρ50K=2.3μΩcm,剩余电阻比率RRR=R300K/R50K=10.样品的X射线衍射分析表明,MgB2薄膜具有较好的c轴取向,晶粒大小约200nm.由毕恩模型计算求得在5K和零场条件下,样品的临界电流密度Jc=7.6×106A/cm2,不同磁场下测得R～T曲线可以外推得到Hc2(0K)约10T.这些结果表明HPCVD技术在MgB2薄膜原位制备方面有着很大的优势,从而有利于实现MgB2薄膜在电子器件方面的应用.     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta,Mo和W上制备MgB2 超导厚膜 .厚膜中的MgB2 晶粒结合紧密 ,粒度小于1μm ,呈随机取向生长 .电阻测量表明沉积在Ta ,Mo,W上的MgB2 厚膜的超导起始转变温度分别为 3 6.5K ,3 4.8K ,3 3 .4K ,对应的转变宽度为 0 .3K ,1.5K和 2 .0K .三种基底上制备的MgB2 厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况基本相同 ,MgB2 Mo厚膜的临界电流密度在 5K ,1T时可达 1.2× 10 5A cm2 .本工艺可以随意控制膜的厚度、形状、大小 ,也可进行双面沉积 ,且制备出的MgB2 厚膜的超导性能优良 ,为MgB2 超导体的实用化提供了可能     

MgB2超导晶须的研究

本文报道了用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,简称为HPCVD)在铜衬底上生长出了MgB2超导晶须.这些晶须几乎都是以垂直或接近垂直于衬底表面生长,互不接触.M～T测量给出了这些MgB2晶须的磁超导转变温度是39.0 K,但无法测得其具有超导转变温度值的R～T曲线.经过与铜衬底MgB2超导膜的相关数据比较和计算也确认了这些MgB2超导晶须的确实性.     

Mg、B配比对MgB2材料的影响

我们通过固态反应法制备了MgxB2(x=0.2,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.8,2.2,2.6)系列超导样品.用四引线法测量了每一个样品在制备烧结过程中的高温R～T曲线.由这些曲线的升温阶段数据得知MgxB2系列样品的起始成相温度Tonset随着x值的增加而降低.由它们的X光衍射图可知,x≤1.0时,没有Mg和MgO的杂相峰;到x＞1.0后,随x值的增大,杂相Mg和MgO的衍射峰强度逐渐增强.它们的低温R～T曲线表明随x值的增加,正常态电阻减小,起始超导转变温度在39.3 K到39.9 K之间.综合Tc(onset)和△Tc,Mg1.4B2样品呈现出最好的超导状态.这些样品的单位质量M～T测量数据表明起起转变温度处于37.4～38.6 K之间,且Mg1.4B2样品呈现出最高的磁测Tc(onset)=38.60 K.在Mg含量x大于或低于1.4时,磁测Tc(onset)均小于此值.综合R～T和M～T这两种测量,为得到高Tc的MgB2超导块材,胚体MgB2的配比应取x=1.4为好.     

不锈钢衬底MgB2厚膜韧性的研究

我们用混和物理化学气相沉积法(HPCVD)在不锈钢衬底上原位制备了以MgB2厚膜(约10微米厚)为过渡层的MgB2超导厚膜(约20微米厚)样品,两层膜总厚约30微米.X光衍射实验表明过渡层为(101)取向的织构膜,表层MgB2超导厚膜接近多晶膜,但有较强(101)取向,两者均含有少量的Mg和MgO杂相.此超导厚膜样品的Tc(onset)=37.8K,Tc(zero)=36.6K,ΔT=1.2K.对此样品的弯曲实验表明,以曲率半径500微米弯曲到180°后,样品仍具有Tc(onset)=37.8K,Tc(zero)=36.4K的超导电性.样品剖面SEM观测表明该膜结构致密,表面厚膜层和过渡层之间连接紧密.样品表面的SEM观测表明虽然样品弯曲导致表面MgB2超导厚膜面出现了裂缝,甚至有小部分膜面的脱落,但过渡层始终紧紧附着在不锈钢衬底上.这表明过渡层MgB2厚膜的存在大大地提高样品整体的柔韧性,展现了不锈钢衬底上的MgB2厚膜超导带(线)巨大的开发潜力和诱人的广阔应用前景.     

初探混合物理化学气相沉积法(HPCVD)制备不锈钢衬底MgB2超导厚膜样品

介绍用混合物理化学气相沉积法(HPCVD)制备的不锈钢衬底MgB2超导厚膜样品.该样品的Tc(onset)=38K,Tc(0)=27K.X光衍射图形表明它是(101)方向织构的致密厚膜.这种膜具有较强的韧性,同时和衬底有高度的结合性.当其被弯曲到约200微米半径的弧度时,膜面会出现条状裂纹,但仍有少部分膜面未被破坏,保持完整,表现出较好的韧性.     

不同厚度的MgB_2超薄膜的制备和性质研究

本文报导了利用混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD)在SiC(0001)衬底上制备干净的MgB2超薄膜.在背景气体压强、载气H2流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备不同厚度的MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界场Hc2等与膜厚的关系.这系列超薄膜生长沿c轴外延,随膜厚度的变小Tc(0)降低,ρ(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于10nm厚的膜,Tc(0)~32.4K,ρ(42K)~124.92μΩ·cm,其表面连接性良好,平均粗糙度为2.72nm,上临界磁场Hc2(0K)~12T,零场4K时的临界电流密度Jc~107A/cm2,为迄今为止所观测到的10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,这也证明了10nm厚的MgB2膜在超导纳米器件上具有很强的应用潜力.     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta，Mo和W上制备MgB₂超导厚膜.厚膜中的MgB2晶粒结合紧密，粒度小于1μm，呈随机取向生长.电阻测量表明沉积在Ta，Mo，W上的MgB₂厚膜的超导起始转变温度分别为36.5K，34.8K，33.4K，对应的转变宽度为0.3K，1.5K和2.0K.三种基底上制备的MgB₂厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况 基本相同，MgB₂/Mo厚膜的临界电流密 关键词： 2超导厚膜')" href="#">MgB₂超导厚膜 电泳 金属基底     

Magnetization curves for general cylindrical samples in a transverse field

Using the recent results for the surface current density on cylindrical surfaces of arbitrary cross-section producing uniform interior magnetic field we propose a method for obtaining solutions of Bean’s critical state model for general cylindrical samples. The method uses the technique of conformal mapping to express the sample surface and the flux-fronts in terms of a set of coefficients that depend on a parameter. The flux-fronts are to be determined by solving a system of nonlinear ordinary differential equations for the coefficients. Retaining only a certain finite number of leading coefficients we get an approximate solution. The procedure is illustrated by considering two cyclindrical samples — one with an elliptical cross-section and the other with a non-elliptical cross-section. The virgin curve and small and large magnetization hysteresis loops for the two samples are obtained.     

Low field anomaly in magnetization curves

We present a calculation of the isothermal magnetization hysteresis curves appropriate to highT _csuperconductors. We discuss the nature of the low field anomaly as one goes from this strong pinning case to the weak pinning case. We show that the shape of the equilibrium (thermodynamic) magnetization curve is recovered in the limit ofJ _capproaching zero.     

Magnetization curves of hard superconductor samples with non-zero demagnetization factor

We present exact solutions of Bean’s critical state model for some sample shapes having non-zero demagnetization factorN. Virgin and hysteresis magnetization curves are obtained for samples in the shape of (i) a sphere (ii) a spheroid (iii) a cylinder of circular cross-section with its axis perpendicular to the field and (iv) a cylinder of elliptical cross section with its axis perpendicular to the field. Some interesting features seen in these first solutions forN ≠ 0 are discussed.     

Magnetization curves for non-elliptic cylindrical samples in a transverse field

Using recent results for the surface current density on cylindrical surfaces of arbitrary cross-section producing uniform interior magnetic field and an assumed set of flux-fronts, solutions of Bean’s critical state model for cylindrical samples with non-elliptic cross-section are presented. Magnetization hysteresis loops for two cross-sections with different aspect ratios are obtained. A comparison with some exact results shows the limitations of this approach.     

A位Eu掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电输运的影响

采用传统的固相反应法制备出了高质量的La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3(其中x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20)系列样品,并对其进行了XRD,电阻-温度测量.实验结果表明,随着Eu掺杂量的增加,样品的金属-绝缘体转变温度朝低温附近移动,峰值电阻增加.通过对A位平均离子半径和尺寸无序度的计算,我们发现,由Eu掺杂导致A位平均离子半径〈rA〉减小,尺寸无序度σ2增大,使晶格畸变加剧,从而削弱了eg巡游电子在Mn3 和Mn4 之间的跃迁,同时促进了自旋极化子的形成.我们还对样品电阻-温度曲线的高温部分进行了拟合,对于x=0.00的样品,曲线可以用非绝热近似下的小极化子模型拟合;当掺杂量为x=0.05,0.10,样品的导电机理符合变程跳跃模型;进一步加大掺杂量,当x=0.15,0.20时,样品的电输运行为可以用晶格极化子与自旋极化子共存来解释.     

液氘Hugoniot曲线的理论计算

 用液体变分微扰理论加量子力学修正和指数6（EXP-6）相互作用势，计算了液氘的一次和二次冲击压力为0～80 GPa范围Hugoniot曲线。计算结果表明：冲击压力与实验符合较好。但冲击温度明显高于实验值，对其偏高的原因进行了探讨。     

Measurement and understanding of magnetization in AC and DC fields and the determination of intragrainH c1 in highT c RBa2Cu3O7 superconductors

We present DC and low frequency AC magnetization measurements on various RBa₂Cu₃O₇ superconductors. We identify features intrinsic to these compounds, and establish the features originating from intergranular links in sintered pellets. The isothermal magnetization curves, and the temperature dependence of magnetization in field-cooled and zero field-cooled states are shown to be consistent with the calculations done following a recent extension of Bean’s model. Low field anomalies predicted within this model are observed, and yieldH _c1 values of a few Oe. These values are shown to be consistent with the temperature variation of magnetization. A comparison is made with the other existing data and it is demonstrated that earlier quoted values ofH _c1 are gross overestimates.     

稠密氘气物态方程研究

 用二级轻气炮作为加载手段,通过瞬态辐射高温计对样品氘的冲击压缩层的光谱辐射亮度历史进行测量,测得氘气中冲击波速度和冲击温度,并用离解电离平衡方程从理论上分析了冲击压缩下稠密气体的组分,理论计算的Hugoniot曲线及冲击温度和实验结果吻合。     

湍流火焰自相似临界微尺度分析

自相似临界尺度表征了湍流火焰内保持自相似特性的最大尺度，是确定湍流各相同性的特征尺度．本文利用光学显微技术和计算机图像处理技术，提取并分析了湍流火焰微尺度结构的曲线度和线性回归均方差在不同放大倍率下的变化规律，提出了利用相似度偏差和临界放大倍率来确定自相似临界尺度的思路，并借助于Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ微尺度η的定义，推导出临界尺度η＇的数学关联式．     

一种考虑电荷转移的普适相互作用势的应用──NaCl结构的碱卤离子晶体的结合能曲线

对Ｓｃｈｌｏｓｓｅｒ等人提出的，基于考虑了离子间电荷转移的相互作用势的晶体结合能的普适表达式中的待定参数，以１５种ＮａｌＣｌ结构的碱卤离子晶体为对象，全部进行了重新确定，同时，指出了原文［Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．．Ｂ４４（１９９１），９６９６和Ｐｈｙｓ．ＲｅｖＢ４７（１９９３），１０７３］中在确定参数时存在的问题。从得到的结合能曲线出发计算出的等温压缩曲线与实验数据都作过了比较。