熔融织构YBCO超导体磁化临界电流的各向异性

对烧结处理和熔融织构处理 Y_1Ba_2C_3Ox 超导体材料分别进行磁化曲线测量,结果表明熔融织构样品,其磁化强度明显地受外加磁场方向的影响,应用扩展的 Bean 模型,我们计算了沿晶体 ab 面和 C 轴方向的磁化临界电流密度,对于一长条样品,它们值分别为2.3 ×10~4A/cm~2(77K,1.2T),8.9×10~2A/cm~2(77K,1.2T).将两者的比值与前人的工作了比较.     

钛离子辐照对MgB2超导薄膜的载流能力和磁通钉扎能力的影响

利用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition, HPCVD)可以制备出高性能的MgB₂超导薄膜, 再对薄膜进行钛(Ti)离子辐照处理.经过辐照处理后的样品被掺入了Ti元素, 与未处理的干净MgB₂样品相比,其超导转变温度没有出现大幅度的下降, 而在外加磁场下的临界电流密度得到了明显的提高,同时样品的上临界磁场也得到了提高. 在温度5 K, 外加垂直磁场为4 T的情况下, Ti离子辐照剂量为1× 10¹³/cm²的样品的临界电流密度达到了1.72× 10⁵ A/cm², 比干净的MgB₂要高出许多,而其超导转变温度仍能维持在39.9 K的较高水平.     

充蜡稳定超导螺线管的实验研究

本文总结了充蜡超导螺管的实验研究工作.大量实验证明,石蜡充填可使大电流密度、密绕的超导螺管达到或接近短样性能.最大被试磁体的绕组内径为400mm,储能约3×10~3J,最强场约5.2忒,超导体电流密度为9×10~4A/cm~2,总电流密度约2.2×10~4A/cm~2.多次热循环后磁体性能稳定.     

掺TiNb3Sn超导性能改善机制研究

在 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线中添加合金元素 Ti 使其超导性能特别是在高场下的临界电流密度 J_c 得到显著改善.T_c 值提高约0.3K,H_(c2)(0)值提高到大约29Tesla,在4.2K_2 15T 和20T 脉冲背景磁场下(脉冲上升时间为10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达到4.4×10~4A/cm~2和3.3×10~4A/cm~2.在实验事实基础上,认为在低温下(<43K)掺适量Ti 元素的 Nb_3Sn 会发生部分马氏体相变,并用此观点结合磁通钉扎基本原理,对掺适量 Ti元素 Nb_3Sn 超导性能显著改善的事实进行解释,得到了一个改善掺适量 Ti Nb_3Sn 超导性能的可能机制.     

快重离子辐照对YBa_2Cu_3O_(7–δ)薄膜微观结构及载流特性的影响

钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料在能源、交通等方面具有广泛的应用前景,然而强磁场下出现的低临界电流密度问题严重限制了其应用.利用快重离子辐照技术可在YBCO中形成潜径迹对磁通涡旋进行钉扎,从而有效改善其在磁场下的超导性能.本文利用能量为1.9 GeV的Ta离子对YBCO高温超导薄膜进行辐照,系统地研究了不同离子注量下YBCO薄膜的微观结构及磁场下电流传输特性的变化情况.研究表明,Ta离子辐照在薄膜中沿入射路径方向产生贯穿整个超导层的一维非晶潜径迹,其直径在5 nm到15 nm之间.结合Higuchi模型分析了快重离子辐照对薄膜中磁通钉扎机制的影响.研究发现:在原始样品中本征面缺陷钉扎是主要的钉扎机制;随着辐照注量的增加,薄膜中的钉扎类型逐渐转变为由快重离子辐照引入的正常相缺陷钉扎.临界电流密度与磁场的关系可用函数J_c∝B~(-α)进行拟合.指数α随着注量的增加而降低,当注量为5.0×10~(11) ions/cm~2时已由最初的0.784降低至0.375,说明临界电流密度对磁场的依赖关系大大减弱.当辐照注量为8.0×10~(10) ions/cm~2时,潜径迹对磁通涡旋的钉扎效果最佳.在该注量下,高场(B 0.3 T)下临界电流密度达到最大值且钉扎力提升了近两倍,临界转变温度无明显变化(△T_(on)≈0.5 K).实验结果表明,快重离子辐照产生的潜径迹可以在不影响临界转变温度的前提下有效改善磁场下超导载流能力.     

Ar离子注入YBa2Cu3O7—x超导薄膜中微结构变化的透射电子显微镜研究

Ar离子注入YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜后,不仅会引起样品超导转变温度T_c和临界电流密度J_c的下降,还会使样品的正常态由金属型变为半导体型。透射电子显微镜观察发现在小剂量(<5×10~(12)Ar/cm~2)注入情况下,样品的晶格结构几乎不受影响。随着注入剂量的增加,晶格损伤越来越严重,最终变成非晶态。对实验结果的分析表明,Ar离子注入引起YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜超导性能的变化主要与O原子子晶格的无序化过程有关。     

Bi系银基带材的临界电流密度

采用三步反应法制备 Bi 系超导体,研究其银包套复合带的超导性能.实验结果表明,这种粉末的复合带的临界电流密度优于“大混合”粉末的复合带.在适合的热处理和加工条件下,其最优 J_c 值可达1.3×10~4A/cm~2(77K,0T).     

中子辐照对GdBa2Cu3O7-单畴超导性能的影响

研究了中子辐照对GdBa2Cu3O7-±单畴超导性能的影响，使用的辐照剂量为1015 n/cm2．通过高分辨电镜观察发现中子辐照产生球形的缺陷和小的点缺陷，这些球形缺陷的尺寸在4?7 nm，与高温超导相干长度相当，并且在退火过程中稳定存在，而小的点缺陷在退火过程中消失．磁测量结果显示中子辐照使样品的超导电性严重退化，临界电流密度下降并且鱼尾峰效应几乎消失．然而对辐照的样品退火处理后，其超导电性明显改善，临界电流密度显著提高并超过了未经辐照的样品，鱼尾峰也向高场移动．这些结果表明中子辐照和退火处理使GdBa2Cu3O7-±单畴样品中引入了有效的磁通钉扎中心(即球型的缺陷)从而导致其临界电流密度大幅提高．     

离子束溅射原位沉积制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜

利用离子束溅射技术在ZrO_2衬底上原位制备出YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜。薄膜的零电阻温度T_(co)=88K,临界电流密度J_c(77K)=5.2×10~5A/cm~2用X射线衍射和扫描电镜分析了薄膜特性。本文结果表明用离子束溅射法可原位沉积制备出高质量的超导薄膜。     

一种制备A15化合物超导材料的新方法——微细多芯Nb/Cu挤压复合管富Sn中心扩散法

研究“微细多芯Nb/Cu挤压复合管富Sn中心扩散法”制备Nb_3Sn化合物超导材料,经700℃/24h反应扩散,样品的临界全电流密度Jc(4.2k,6.0T)=3.2×10~5A/cm~2,临界转变温度Tc=17.53k.     

与铷（5^2S1／2）原子碰撞产生的铷7^2D态精细结构转移截面

本文报道使用蒸汽泡和两光子两步激发方法,测量原子激发态敏化荧光I_(3/2)~1和直接荧光I_(3/2)~2其与温度的关系,得到与基态(5~2S_(1/2)铷原子碰撞产生的铷7~2D_(5/2)→7~2D_(3/2)和7~2D_(3/2)→7~2D_(5/2)精细结构转移截面分别为:σ_(fs)=4.7×10~(-13)cm~2、σ_(fs)~’=7.0×10~(-13)cm~2;碰撞转移出7~2D双态的转移截面σ_(tr)(5/2)=0.62×10~(-13)cm~2.由计算的7~2D态几何截面σ_(geom)能够相对很好地描述σ_(fs)和σ_(fs)~’的数量级.     

添加元素Ti对多芯Nb／Cu挤压管法Nb3Sn超导性能的影响

采用多芯 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线,研究了添加元素 Ti 对 Nb_3Sn反应层生长动力学及超导性能的影响.添加元素 Ti 明显提高了 Nb_3Sn 反应层生长速率.T_c值提高0.3K,H_c_2(O)提高到大约29T.在4.2K、15T 和20T 脉冲背景场下(脉冲上升时间t=10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达4.4×10~4A/cm~2和3.3 ×10~4A/cm~2.     

Nb_3Sn超导带材在高磁场下的临界电流

本文报告了扩散Nb_3Sn和气相沉积Nb_3Sn带材样品在4.2K、高磁场(～22T)下的临界电流测量结果,表明这两种材料具有良好的超导性能,在12T下,其Jc(Nb_3Sn)分别为3.0×10~3A/cm~2及2.9×10~5A/cm~2;在15T下分别为1.4×10~5A/cm~2及6.0×10~4A/cm~2.文中对测量结果进行了简要评价.     

半熔融烧结靶直流磁控溅射外延生长YBCO超导薄膜

直流磁控溅射使用半熔融大直径平面烧结靶,在(100)SrTiO_3衬底上原位生长 YBa_2Cu_3·O_(7-δ)超导薄膜,可以很方便地和重复地获得临界电流密度高(J_c=3.4×10~6A/cm~2在77KB=0时)、微波表面电阻 R_s 较低(在77K,50.9GHz 时,R_s≤37mΩ)和均匀区较大的超导薄膜.X 光衍射,X 光双晶衍射摇摆曲线测量和透射电子显微镜分析结果表明,所得的 YBCO 薄膜为高度 c 取向的单晶外延膜.     

离子束溅射沉积制备高JcYBa2Cu3O7—δ超导薄膜

本文报道应用离子束溅射沉积制备高 T_c 高 J_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.较详细地考察了影响薄膜组份比和晶粒取向的主要因素.实验表明采用本文提出的组合溅射靶可方便而又精确地调节薄膜 Y、Ba、Cu 组份比.详细描述了获得高度取向薄膜的工艺条件,获得了零电阻温度 T_(c0)=88～90.5K 和临界电流密度 J_c=1.5×10~3A/cm~2(77K)的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.     

高温超导体临界电流密度的新突破

1989年以来,高温超导体体材料临界电流密度的最高纪录不断刷新.1990年7月12日,中国科学院宣布,中国科学院上海冶金研究所的研究人员制作的YBaCuO矩形样品的临界电流密度已突破4 × 104A/cm2(77K,2.5T)和2.7 ×104A/cm2(77K,5T).这一成果无疑会给全世界正在努力将高Tc氧化物付诸应用的科学家们以极大的鼓舞. 临界电流密度是超导体的一项重要技术指标.超导体的强电应用如超导磁体、超导磁浮列车、超导储能等,要求超导材料能在高背景磁场下有很高的载流特性.例如在50Hz下应用的超导细丝,在磁场为2T时,承受的电流应大于2×104A/cm2;而在强…     

能产生15T磁场的多芯Nb_3Sn导体的冶金与超导性能

本文报道了导体的冶金与超导性能。导体的临界电流密度J_c(4.2K)达到9.0 ×10_4A/cm_2(10T)、5.8×10~4A/cm_2(12T)、1.7×10_4A/Cm_2(16T);上临界磁场H_(c2)~*(外推)为～22T(4.2K);超导转变温度T_c在17.5—17.9K范围;在室温弯曲直径大于或等于100倍线材导体直径时,J_c无退降。使用先绕制后扩散反应的方法成功地制作出了多芯Nb_3Sn螺管超导磁体,此超导磁体在12.8T的背场下,总场达到15.2T。本研究结果意味着,采用这种导体制作15T的实用高场超导磁体是可能的。     

电子束在VO_2薄膜中引起的价态、相结构和光学性能的改变

利用能量为 1 .7Me V,注量分别为 1 .2 5× 1 0 13 /cm2 ,1 .2 5× 1 0 14 /cm2 ,1 .2 5× 1 0 15/cm2 的电子束辐照 VO2 薄膜 ,采用 XPS,XRD等测试手段对电子辐照前后的样品进行分析 ,并研究了电子辐照对样品相变过程中光透射特性的影响。结果表明电子辐照引起 VO2 薄膜中 V离子出现价态变化现象 ,并使薄膜的 X射线衍射峰发生变化。电子辐照在样品中产生的这些变化显著改变了 VO2 薄膜的热致相变光学特性     

Bi系2223相银包套带材在15-77K温度范围的临界电流密度和磁通钉扎

实验测量了具有较高临界电流密度J_c(J_c=1.6×10~4A/cm~2.77K,OT)的Bi系2223相银包套带材在15-77K温度范围内的临界电流密度J_c与温度和磁场的关系,实验结果用热激活磁通蠕动模型予以解释,并求出钉扎势U_0随外磁场的依赖关系,发现在0-1T外磁场范围内,U_0与外磁场H的关系为U_0=0.069H~(-0.08)(eV),其中H的单位为千高斯。     

在n—LPE层扩散Zn的高效GaP绿色发光二极管

采用Zn扩散到掺N的n—LPE层内的方法研制了高效率的GaP缘色LED′S(发光二极管)。在8A/cm~2下,封装二极管的平均效率为0.15％在50A/cm~2下,为0.23％。为了获得高效率二极管,在n—LPE层内必须有最适当的N_T浓度和长的少子寿命τ_h。增加N_T浓度直到某一定值,τ_h都始终是一常数。在较高N_T浓度时,τ_h值减小,并正比于N_T~(-2),在低N_T浓度区少子寿命也强烈地依赖于n—LPE层的位错密度。位错小于2×10~(-5)cm~(-2)的晶体,N浓度为～6×10~(17)cm~(-3)。二极管的效率最佳。有一个减少n—LPE层晶体特性劣化的扩散工艺也是很重要的。在最佳磷压下,研制了低温(600～700℃)扩散工艺。