MgB2超导体的同位素效应

本基于双带模型，通过引入非电子—声子相互作用并利用自洽近似方法在贴理论框架内讨论了硼化镁超导体的同位素效应，并探讨了非电子。声子相互作用对体系超导电性的作用。     

MgB2超导膜的微波响应

在新型超导体MgB2 发现 (2 0 0 1年 )的初期 ,大部分的研究工作是基于多晶样品 .但MgB2 是一种结构上高度各向异性的化合物 (具有六方对称的层状结构 ) ,为了认识它的本征特性 ,有必要制备出高质量的单晶样品并加以研究 .对于MgB2 ,在熔点处的固相和液相 ,其化学组成是不同的 .因此 ,不可能从化学计算比的熔液中生长MgB2 单晶 .较大尺寸的MgB2 单晶可用两种办法生长 :(1)基于压力砧技术的高压方法 ;(2 )在密封的金属容器中对Mg和B的混合物进行加热 .最近 ,来自瑞士ETH -苏黎世固态物理实验室的KarpinskiJ等使用上述第一种方法 ,成功…     

磁场下MgB2的电导涨落效应

测量了磁场下MgB2的电阻与温度的依赖关系,测量结果表明,磁场下MgB2的临界涨落电导Δσ（H）符合由Ullah和Dorsey提出的关于临界涨落的三维标度方程,MgB2中较显著的临界涨落效应起源于其较高的超导转变温度和层状结构,由临界涨落电导符合三维的标度方程而不是二维,可推知MgB2中存在较强的层间耦合。     

MgB2颗粒超导体临界电流的温度特性研究

通过制备MgB2/MgO超导复合材料,获得了典型的MgB2弱连接颗粒超导体,并测量了该样品在不同温度下的Ⅰ-Ⅴ特性曲线.在Ⅰ-Ⅴ曲线中,我们发现:当电流超过临界电流时,电压随着电流先是缓慢的增长,在电流升到一定值时,电压有一个很陡的突变.我们对这一变化进行了研究,认为这是由于MgO杂质使MgB2的晶界效应增强所引起的.该样品的临界电流和温度的关系满足:jc(T)∝(1-T/Tc)1/3,利用三维Josephson结网络系统的渗流模型进行计算发现,当颗粒超导系统处于非均匀状态时,临界电流和温度满足关系式jc(T)∝(1-T/Tc)4/3,这一结果和我们的实验符合的非常好.     

MgB2超导体中的临界电流和上临界场

20 0 1年 3月 12日的夜晚 ,在西雅图召开的美国物理学年会重演了 1987年 (高温超导发现 )年会火爆的场面 .10 0 0名以上的物理学家涌入报告大厅(还有更多的人站在外边 ) ,为了聆听日本科学家Ａｋｉｍｉｔｓｕ关于发现ＭｇＢ2 超导体的讲演 .接下来数十位报告人的发言 ,被严格限制在 2分钟以内 ,外加 1分钟的提问 .Ｔｃ～ 4 0Ｋ的ＭｇＢ2 超导体是Ａｋｉｍｉｔｓｕ领导的研究小组于 2 0 0 1年 1月发现的 .他们的原始论文已发表在 2 0 0 1年 3月 1日出版的Ｎａｔｕｒｅ周刊上 .这个小组原本是想以化学试剂商店可大量供应的ＭｇＢ2 为原料 ,制…     

Cu-Ni包套MgB2带应力效应研究

使用电测量方法测量了用粉末套管(PIT)工艺制备的Cu-Ni包套MgB2单芯带的弹性模量E,其值与Cu及其合金的弹性模量为同一量级,还证实了在带中存在着压缩预应力.我们研究了该带在4.2K,0.5～4T磁场下弯曲成不同曲率时的Ic-B特性曲线,并且计算相应曲率时的最大应变和应力.弯曲实验显示该带材对应力较为敏感,必须改进工艺并实施机械强化.     

MgB2超导圆线基底交流损耗的计算分析

二硼化镁(MgB2)超导体在非铜氧化物陶瓷超导体中具有最高临界转变温度,给超导应用带来了新的契机.铁与镁不反应,且价格低廉,在需要热处理的超导成材工艺中,常常采用铁作MgB2的基底;然而,这种高磁导率的材料有可能增大基底的损耗.本文采用有限元分析软件ANSYS计算了工频下不同材料基底超导圆线传输交流的基底损耗,分析了基底损耗与电流大小、基底厚度之间的关系,对双层基底的损耗也进行了研究.本文的结果对于适当选取截面尺寸、基底材料和工作电流以期减小交流损耗,具有一定参考意义.     

MgB2超导线圈的交流损耗仿真和实验研究

本文采用MgB2/Fe/Cu单芯复合线材制作了一个小型实验线圈,并以此为基础,对用MgB2线、带材制成的线圈在承载较大电流情况下的交流损耗特性进行了仿真和实验研究,结果表明,为使MgB2/Fe/Cu复合线材适于电力应用,应设法大幅降低基体损耗.     

MgB2超导线圈的交流损耗仿真和实验研究

本文采用MgB2／Fe/Cu单芯复合线材制作了一个小型实验线圈，并以此为基础，对用MgB2线、带材制成的线圈在承载较大电流情况下的交流损耗特性进行了仿真和实验研究，结果表明，为使MgB2／Fe／Cu复合线材适于电力应用，应设法大幅降低基体损耗．     

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.     

MgB2的氧化过程研究

用热重法(TG)、X光衍射(XRD)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)研究了MgB2在空气气氛中从室温到1000℃的热稳定性和氧化情况.实验表明在400℃ MgB2开始发生氧化,在700℃以上氧化强烈.实验表明MgB2的氧化是一比较复杂的过程,同时存在Mg和B的蒸发及MgO的形成,另外蒸发的Mg和O的反应可在晶粒表面形成直径为几十纳米左右,长几个微米的MgO晶须,生长的MgO晶须的形状受环境的很大影响.用Freemen- Carroll法和多个升温速率法估算了MgB2的氧化活化能在80kJ/mol左右,表明MgB2是一较易氧化的化合物.     

MgB2中的MgO纳米管

为观察MgO在MgB2超导样品中的影响和存在形式,通过在MgB2胚体样品之外,增加周围MgO量的实验方法,经过4 h 750℃的烧结,在制备好的MgB2超导样品内得到了壁厚是约4纳米,直径在50～80纳米,长为30～40微米以上的氧化镁(MgO)纳米管.在MgB2样品表面可以看到少量直径是200～300纳米的氧化镁(MgO)亚微米线.经过扫描电镜的能量损失谱和透射电镜EELS分析测量,证明了纳米管中没有硼元素.实验观测也表明这些氧化镁(Mgo)纳米管是由许多氧化镁(MgO)纳米晶片组成.     

二硼化镁颗粒超导体的特性研究

我们通过B2O3和Mg的置换反应制备了MgB2复合超导体，对其物理特性的研究发现：在超导转变过程中dR／dT～T曲线出现了两个转变峰，而在Ⅰ～Ⅴ测量中也观测到了电压的两次转变，我们认为这起源于二硼化镁晶界效应的增强．并利用二维渗流模型对这些现象进行了讨论．     

二硼化镁颗粒超导体的特性研究

我们通过B2O3和Mg的置换反应制备了MgB2复合超导体,对其物理特性的研究发现:在超导转变过程中dR/dT～T曲线出现了两个转变峰,而在I～V测量中也观测到了电压的两次转变,我们认为这起源于二硼化镁晶界效应的增强.并利用二维渗流模型对这些现象进行了讨论.     

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.     

MgB2超导体掺杂的理论研究

由双带模型,在BCS理论的框架内,唯象地引进调制势函数Ф,研究了固溶体Mg1-xRxB2和MgRxB2-x(R为某掺杂元素)的超导临界温度,我们看到在Ф=0.2处出现了一个超导临界温度Tc峰,这显然与掺杂的物质种类、比率及均匀程度有关,我们的研究结果与M.J.Mehl等人1根据BCS理论密度方程计算基本一致,也与杨帆等人2通过ab initio计算相吻合.对已有实验结果的拟合发现,目前实验制备出的MgB2型超导体的Ф值均已大于0.4.这些结果为我们今后的实验研究工作提供了一个可供参考的研究方向.