更快、更高、更强——2001年的超导研究

 在2001年,全世界的科技工作者为量子论诞生100周年和诺贝尔奖颁发100周年举行了一系列庆祝活动。在《科学美国人》杂志的一篇纪念文章中,作者列举了33项展示量子论神奇力量的重大发现,这其中有8项与超流-凝聚有关。它们是1911年超导电性的发现,1924年玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的预言,1938年超流的发现,1957年BCS超导理论的提出,1973年核磁共振成像用于医疗诊断,1980和1982年整数和分数量子霍尔效应的发现,1986年铜氧化物高温超导体的发现和1995年BEC的实现。     

不含稀土元素的高温超导体

氧化物高温超导材料La2-xMxCuO4-y(M为Ba,Sr或Ca)和ReBa3Cu3O7-y或大部分稀土元素)的发现,是超导电性研究的一个重要的里程碑.这类材料晶体结构的特点是含有二维Cu-O2平面层,人们认为高温超导电性与此密切相关.因此,晶体结构中含有这种Cu-O2平面层的新材料可望是高温超导体.最近,人们用Bi或T1替代上面两类材料中的稀土元素,合成出了新的稳定的高温超导材料,从而在这个以Cu-O2平面层为结构特征的高温超导家族中又添加了新的成员. 1987年五月,法国Caen大学的C.Michel和B.Raveau等人报道了他们的发现[1]:在接近Bi2Si2Sr2Cu2O7 y成…     

Upconversion luminescence of Tm^3＋/Yb^3＋ codoped oxyfluoride glasses

Novel oxyfluoride glasses are developed with the composition of 30SiO2-15Al2O3-28PbF2-22CdF2-0.1TmF3 - xYbF3 - （4.9 - x） AlF3（x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0） in tool fraction, Furthermore, the upconversion luminescence characteristics under a 970nm excitation are investigated. Intense blue, red and near infrared luminescences peaked at 453nm, 476nm, 647nm and 789nm, which correspond to the transitions of Tm^3＋： ^1D2 →^3F4, ^1G4 →^3H6, ^1G4 →^3F4, and ^3H4 →^3H6, respectively, are observed. Due to the sensitization of Yb^3＋ ions, all the upconversion luminescence intensities are enhanced considerably with Yb^3＋ concentration increasing. The upconversion mechanisms are discussed based on the energy matching rule and quadratic dependence on excitation power. The results indicate that the dominant mechanism is the excited state absorption for those upconversion emissions.     

非晶Zr—Co的超导转变

测量了非晶态过渡族 Zr_(100-x)Co_x(x=20—41)合金的超导转变温度 T_c、上临界场 B_(c2)(T)和临界电流密度 J_c(H,T).T_c 随着 Co 含量 x 增加而线性地降低.上临界场 B_(c2)(T)的测量数值符合标准的 WHH 理论.电子状态密度和电子比热系数都随着 Co 含量 x 增加而降低.临界电流密度 J_c(H,T)和磁通钉扎力 F_p,相当弱,可以归因于在相干长度尺度上的结构均匀性.     

超导磁体及其应用

 1911年,荷兰物理学家昂纳斯(Onnes)观察到水银在4K下出现超导现象,随后又发现铅、锡等元素也属于超导物质,但是这些元素的超导状态极易因磁场影响而被破坏,例如铅在550Gs的磁场下就会失去超导状态,因此无法用它们绕制磁体。直到60年代发现铌锆等合金材料具有超导性后,实用超导磁体才得以实现。但是,早期的超导磁体容易受到一些因素(如力、热等)的影响而转变为正常态,从而使磁体损坏;尤其是大型超导磁体,由于储能增加,当磁体失去超导态后极易将磁体烧损,加上冷却磁体的液氦不易获得且比较昂贵,因此它的实际应用受到限制。     

燃料电池的应用和发展

 燃料电池(fuelcells,FCs)是继火电、水电和核电之后的第四代发电技术。它是一种将储存在燃料(如氢气)和氧化剂(如氧气)中的化学能,通过电化学反应过程直接转化为电能的电化学发电装置。它是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和模块化的动力装置,被认为是21世纪最有发展前景的高效清洁发电技术。     

在SQUID心磁测量中基于奇异值分解和自适应滤波的噪声消除法

采用矩阵奇异值分解(singular value decomposition, SVD)的方法，对高温射频超导量子干涉仪(HTc rf-SQUID)采集到的单通道心磁信号进行处理.证明了对于近似周期性的心磁信号，在无参考噪声的情况下矩阵奇异值分解的方法与自适应窄带陷波相结合有较好的消除广谱噪声的效果. 关键词： 高温射频超导量子干涉仪 心磁信号 奇异值分解 噪声消除     

超导临界温度测量

1911年翁纳斯(Onnes)在测量低温下汞的电阻时,发现在4.2K附近电阻突然消失,突变前后,电阻值变化超过10~4倍。这种在低温下电阻突然消失的现象称为超导电性。具有超导电性的材料称为超导体。     

美国的超导超级对撞机

 1989年9月7日上午,美国参、众两院举行会议,表决通过了建造美国历史上最大的加速器--超导超级对撞机（Superconducting Super Collider,即SSC）的决定.这台加速器,是周长87公里的质子-质子对撞机,质心系能量40TeV(1TeV=10¹²电子伏),建造在德克萨斯州达拉斯市南郊农场地下50米左右,耗资60亿美元,由美国能源部领导,SSC实验室（命名为罗纳德·里根高能物理实验室,实验室主任为R·Schwitters）负责,在1998年建成.     

Realization of Greenberg-Horne-Zeilinger （GHZ） and W Entangled States with Multiple Superconducting Quantum-Interference Device Qubits in Cavity QED

An alternative scheme is proposed for generating the Greenberg-Horne-Zeilinger （GHZ） and W types of the entangled states with multiple superconducting quantum-interference device （SQUID） qubits in a single-mode microwave cavity field. In this scheme, there is no transfer of quantum information between the SQUIDs and the cavity, the cavity is always in the vacuum and thus the requirement on the quality of cavity is greatly loosened. In addition, during the process of the generation of the W entangled state, the present method does not involve a real excitation of intermediate levels. Thus, decoherence due to energy relaxation of intermediate levels is minimized.