Sanderson′s电负性均衡原理与库柏对电子

库柏电子对是超导电性机制理论中电声子理论的基础。在超导电性理论的研究中占有非常重要的地位。超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物。因此对不同材料中库柏对电子起源,状态特征的认识,对于全面认识超导电性的特征具有十分重要的意义。在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了元素之间键的形成对超导电性影响的特征,得出了在超导材料中由于元素之间键的形成,库柏对的电子特征具有特殊的性质,库柏对电子的来源取决于承担超导电性的元素之间键的性质特征。这对于全面理解电声子超导理论具有重要意义。对于进一步研究高Tc铜氧化物超导体的超导电性机理具有重要的指导性意义。     

Sanderson's电负性均衡原理与库柏对电子

库柏电子对是超导电性机制理论中电声子理论的基础.在超导电性理论的研究中占有非常重要的地位.超导材料的种类非常广泛,有单质金属、合金材料、有机化合物、非金属单质、金属与非金属掺杂材料、金属氧化物.因此对不同材料中库柏对电子起源,状态特征的认识,对于全面认识超导电性的特征具有十分重要的意义.在本文中,以电声子机制超导电性理论为基础,用电负性均衡原理研究了元素之间键的形成对超导电性影响的特征,得出了在超导材料中由于元素之间键的形成,库柏对的电子特征具有特殊的性质,库柏对电子的来源取决于承担超导电性的元素之间键的性质特征.这对于全面理解电声子超导理论具有重要意义.对于进一步研究高Tc铜氧化物超导体的超导电性机理具有重要的指导性意义.     

超导体化学

自发现汞的超导性以来,到现在已发现了一千多种超导材料。但是具有实用价值的只是那些临界值较高的超导材料。按其组成和结构可分类为:元素超导体、合金超导材料,化合物超导材料,非晶质超导材料及有机超导材料。本文重点讨论这些材料的开发状况及其合成方法。     

电声机制能形成高的超导转变温度Tc

电声子机制能否形成高温超导电性,是超导理论和材料研究的极为重要的课题。本文以Ginzburg原理、Eniashberg方程讨论了在不同的关联态下,电声子形成高的超导转变温度的特征,并以超导材料的本征结构特征讨论了高T_c铜氧化物超导体的结构对高T_c产生的特征。得出:传统电声子理论中对超导材料T_c的值的无特定的限制性,用超导材料的双体结构的物理模型讨论,得出了超导电性机理的电声子机制能形成高的超导转变温度。进一步对高T_c铜氧化物超导体中的电声子的特性给出了一个明确的结论。     

组分简单环境友好的铜基高温超导材料:“铜系”

铜基高温超导材料是目前唯一能在常压环境实现液氮温区超导的物质,对其深入认识入选Science发布的125个重大科学问题之一,具有重要的科学价值和巨大的应用开发前景.为了合成铜基超导材料,通常需要引入重金属元素如稀土、Bi、Tl和Hg等昂贵、易挥发或有毒元素以稳定基本结构,这些体系相应称为"钇系"、"铋系"、"铊(汞)系"铜基超导材料.探索组分简单环境友好且在液氮温区超导性能优良的新体系,是超导新材料研发的前沿和重大挑战.本文基于铜基超导材料结构特点,通过介绍运用高压高温合成技术研制钙钛矿型功能材料的优势,重点讨论作者参与设计发现的Cu12(n–1)n(简称"铜系")铜基超导材料体系."铜系"只含铜和碱土氧化物,这是构成铜基超导材料最简单的成分,组分经济环境友好.如同人造金刚石一样,"铜系"块体材料虽然需高压高温合成,但在常压条件能够保持结构稳定,本文讨论的性能都是常压条件测量."铜系"具有独特的全钙钛矿型构型,呈现强的层间耦合,常压超导特性优良:(1)起始超导转变温度(T_c )可达120 K以上,高于"铋系"超导材料,仅次于常压T_c 最高的铜基Hg1223超导体;(2)在液氮温区临界电流密度特性优于"铋系"铜基超导材料,可媲美综合性能最好的"钇系"铜基超导材料,(3)成分只有碱土和铜氧化物,环境友好不含有毒元素,且在空气环境中可保持性能长期稳定.     

元素性质参数在超导研究中的影响

本文通过分析在超导电性研究中所采用的元素性质参数的影响和所得出的结果。证明微观结构决定宏观性质的规律同样适用于超导电性的研究。进一步研究元素性质参数的实质,揭示出元素的电子构型决定元素的性质,进而决定材料的超导电性性质之间的连锁关系。这对于制备新的超导材料,探索超导机制都是有意义的。     

超导与化学

1 超导与其发展史当前世界上出现了一股超导热,所谓“超导”是指导电材料在一定条件下电阻变为零的现象。自1911年发现超导现象以来,科学家已经意识到超导现象必将深远地影响未来科学技术的发展,成为各种新技术发展的关键。如用超导状态的电线制成闭合线圈,在这种超导线圈中由于没有电阻,故在无电压下电流仍能持续流动,因而可产生磁场,这种磁场即超导磁场。超导技术的应用包括超导强磁和超导弱磁,一旦超导材料在应用     

铋系2234高Tc超导材料掺铁的特性研究

在高Ｔｃ超导体Ｂｉ＿１．６Ｐｂ＿０．４Ｓｒ＿２Ｃａ＿３Ｃｕ＿４（１－ｘ）Ｆｅ＿４ｘＯｙ中，我们发现由于Ｃｕ部分被Ｆｅ元素替代，其超导特性发生改变，样品的电阻——温度关系，交流磁化率——温度关系都与不同Ｆｅ含量有关。同时研究了得到铋系单相性好的超导材料的烧结工艺。     

超导材料在激光成膜过程中的颗粒成因

本文计算了激光融蚀超导材料靶时靶内部的温度分布和汽-固界面的移动速度.研究表明,界面内的过热点是超导材料在激光成膜过程中产生微爆炸形成颗粒的原因,讨论了提高成膜质量的方法.     

超导材料在能源和交通领域的应用

超导材料具有广阔的应用前景。在提高临界温度的同时,人们在努力探索新型超导材料。在进一步探索超导微观机理的同时,人们更关注超导的应用前景。本文简单介绍了超导的基本知识和超导材料的发展历程,详细阐述了超导材料在电力、能源、交通等领域的应用及其前景。     

Structural and Chemical Diversity of Tl－Based Cuprate Superconductors

The Tl-based cuprate superconductor family is the largest family in crystal structure and chemical composition among all high Tc cuprate superconductors. The Tl family can be divided into two sub-families, the Tl single layer family and the Tl double layer family, based on their crystal structural characteristics. The Tl single layer family is an ideal material for investigating the evolution of crystalline formation, charge carrier density, chemical composition, transport properties, superconductivity and their relationships. The Tl family contains almost all possible crystal structures discovered in high-Tc cuprate superconductors. Tl cuprate superconductors are of great importance not only in studying high-temperature superconductivity but also in commercial applications.     

Diamagnetic activity above Tc as a precursor to superconductivity in La2-xSrxCuO4 thin films

Superconductors show zero resistance to electric current, and expel magnetic flux (the Meissner effect) below the transition temperature (Tc). In conventional superconductors, the 'Cooper pairs' of electrons that are responsible for superconductivity form only below Tc. In the unconventional high-Tc superconductors, however, a strong electron correlation is essential for pair formation: there is evidence that some pairs are formed above Tc in samples that have less than the optimal density of charge carriers (underdoped) and an energy gap-the 'pseudogap'-appears to be present. Moreover, excitations that look like the vortices that carry magnetic flux inside the superconducting state have been reported above Tc (refs 6, 7). Although the origin of the pseudogap remains controversial, phase fluctuations above Tc, leading to some form of local superconductivity or local pairing, seem essential. Here we report magnetic imaging (scanning SQUID microscopy) of La2-xSrxCuO4 thin films. Clear quantized vortex patterns are visible below Tc (18-19 K), and we observe inhomogeneous magnetic domains that persist up to 80 K. We interpret the data as suggesting the existence of diamagnetic regions that are precursors to the Meissner state.     

THE RELATION BETWEEN BAND STRUCTURE AND SUPERCONDUCTING TRANSITION TEMPERATURE IN SOME MIXED ALKALI-METAL DOPED C_(60)

The electronic band stucturec of crystalline N Na2RbC60 and Na2CsC60are examined using the three-dimensional crystal orbital method. Our calculation results reveal that ground states of all these three alkali-metal doped fulle.rides from a metalic conducting phase with a rather narrow molecular crystal-like band-stucture and a high density of state near the. fermi-level, which indicate a very high Tc for this newly found molecular superconductors. A monotonic relationship is found between our calculated band dispersion,Fermi-level density of state, and the experimental transition temperature Tc,which is in exceuentt agre.emet with the prediction of the. BCS model.     

Cu、O同位素效应与高Tc超导体超导电性机理

Cu元素、O元素在铜氧化物高Tc超导体中对超导电性的产生,超导转变温度的变化,掺杂元素的特征效应具有决定性作用。对Cu元素、O元素的性质特征认识,成键特点,以及在铜氧化物高Tc超导体中的同位素效应清楚的理解,对全面揭示高Tc铜氧化物超导体超导电性机理具有关键作用。通过分析Cu元素、O元素在铜氧化物超导体中的同位素效应,得出了高Tc铜氧化物超导电性的机理仍是电声机制,CuO2平面上的Cu元素,O元素的声子直接参于电声子配对,CuO2平面上的Cu、O元素的键态的声子模对电声配对具有决定性作用。     

氧化物超导体的晶型与键型过渡及结构化学规律初探

从结构化学角度出发,运用晶型键型过渡方法,对新型氧化物超导体的键型进行了归属。结果表明,高温超导材料属于具有部分离子性和部分共价性的晶体。同时还提出三条经验规律,为探索新体系超导体提供一定的指导作用。     

铜氧化物的晶体结构参量与超导电性

以ｄＡ（ＣｕＯ２面上Ｃｕ（Ｐ）和项角氧Ｏ（Ａ）键长）对Ｖｄ［沿Ｃｕ（Ｐ）－Ｏ（Ａ）键和沿Ｃｕ（Ｐ）－Ｏ（Ｐ）键方向一个空穴的平均Ｍａｄｅｌｕｎｇ位势差］做图，发现所有铜氧化物超导体的转变温度和结构参量存在一确定的变化规律，不同超导系统被明显地分离开来，Ｔｃ既随ｄＡ也随Ｖｄ的增大而增大．本文从晶体结构的角度分析了产生该现象的原因．     

氧化物超导体交流磁化率的测量

描述了用交流互感电桥测量高Ｔｃ氧化物超导材料的交流磁化率装置，采用锁相放大器作为指零仪，温度变化范围从液氮温区到室温，考虑了装置本身存在的误差，我们测量了钇系和铋系超导材料的磁化率随温度的变化关系，利用对比法定出材料的抗磁讯号的百分比，与文献［１］比较结果是满意的。     

高Tc超导体Y—Ba—Cu—O超导临界涨落的正电子湮没研究

利用正电子湮没技术寿命谱测量系统首次细致地测量了高Tc超导体Y-Ba-Cu-O材料在Tc转变点附近的正电子湮没寿命谱参数的变化特性,发现在Tc处正电子湮没寿命呈峰。根据超导涨落的KSS理论和BCS超导理论的形式,推导出了正电子在超导转变温度Tc附近超导态和正常态内的湮没率公式。经计算机数值积分得到与实验一致的结果,从而解释了实验上发现的异常现象。     

Superconductivity in single crystals of the fullerene C70.

The observation of superconductivity in doped C60 has attracted much attention, as these materials represent an entirely new class of superconductors. A maximum transition temperature (Tc) of 40 K has been reported for electron-doped C60 crystals, while a Tc of 52 K has been seen in hole-doped crystals; only the copper oxide superconductors have higher transition temperatures. The results for C60 raise the intriguing questions of whether conventional electron-phonon coupling alone can produce such high transition temperatures, and whether even higher transition temperatures might be observed in other fullerenes. There have, however, been no confirmed reports of superconductivity in other fullerenes, though it has recently been observed in carbon nanotubes. Here we report the observation of superconductivity in single crystals of electric-field-doped C70. The maximum transition temperature of about 7 K is achieved when the sample is doped to approximately four electrons per C70 molecule, which corresponds to a half-filled conduction band. We anticipate superconductivity in smaller fullerenes at temperatures even higher than in C60 if the right charge density can be induced.