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。     

超导理论处于百家争鸣状态

6年前瑞士苏黎世IBM实验室的贝特诺兹和缪勒发现陶瓷材料在约30K时具有超导性。但当时无人能解释引起这种现象的原因。此后又发现大约有40种由Cu—O和钇、钡、镧一类元素混合后组成的超导陶瓷,且都具有不同的超导转变温度。现在,已知铊基铜氧化物的超导转变温度最高,在130K(—143℃)时就开始出现超导。为什么电子在Cu—O层不会受到阻力,至今仍是一个谜,因为传统的BCS理论所预言的最高临界温度已被远远突破。BCS理论已不能解释铜氧化物陶瓷材料的超导机制。     

超电导性特性及其在C60掺杂物方面的进展

超电导性研究，自发现掺杂碱金属的C60具有超导性后，又开拓出新领域，本从超导电性的发现，特性，微观BCS理论入手，讨论了C60掺杂物超导电性的研究进展。     

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。     

约翰·巴丁对超导理论的贡献

文章首先简单介绍了超导微观理论——BCS理论诞生的背景和约翰.巴丁有关超导理论的前期研究工作,接着详细叙述了巴丁、库珀和施里弗三人组成的研究小组建立BCS理论的情况,最后介绍了有关理论发表的一些情况.     

有些陶瓷为什么会成为超导体

在高温超导材料研究中,有关的理论问题至今尚未解决。本文就陶瓷材料产生超导性的机理提出了一种看法,对超导理论研究当有所启迪。特译出,供参考。     

CoCrMnNiFe 高熵合金成分对力学性能影响机制研究

为探究CoCrMnNiFe高熵合金中成分变化对力学性能的影响,利用分子动力学模拟了主元成分变化对力学性能的影响,同时分析了其微观物理机制。结果发现：Ni含量升高,CoCrMnNiFe高熵合金弹性模量、屈服强度和抗拉强度均逐渐增大;Fe、Mn、Cr含量升高会降低CoCrMnNiFe高熵合金弹性模量、屈服强度和抗拉强度;Co含量变化对力学性能影响较小。此外,还阐明了成分变化影响CoCrMnNiFe高熵合金力学性能的微观物理机制,发现通过调控高熵合金成分可以调控其层错能,从而影响其位错形核能力。     

铁磁超导态中局域磁矩与电子对的相互作用

在一些材料中不但铁磁态与超导态共存,而且磁有序性和超导在同一临界参数下会同时出现,为解释以上现象而建立了一个模型,即:局域自旋与导电电子对相互作用模型.利用此模型,通过平均场理论散射矩阵方法得到了弱耦合极限下BCS理论形式Cooper对能量的关系式,及BCS理论中有S波对称序参量的相互作用形式.     

多主元合金的研究进展

从多组元非晶合金被发现到现在发展得如火如荼,花了将近半个世纪的时间。在这其间又有人发现多主元固溶体,被定义为高熵合金,而后几年高熵合金一跃成为材料科学领域研究的一大热点。本文结合国家基金资助情况,概述了多组元非晶态合金到多主元高熵合金的进展之路,对两种材料的定义、结构、性能及潜在应用作了对比研究及总结,并对多主元高熵合金领域的未来发展趋势进行了展望。     

新型磁性材料的研究进展

本文回顾了传统磁性材料的发展,概括介绍了高熵合金的四大效应给高熵合金作为软磁性材料提供了可能,分析了当下磁性高熵合金研究的关注点和类型以及存在的问题,对比了传统磁性功能材料和磁性高熵合金材料的性能,结合高熵合金的特点总结了元素含量和制备工艺对高熵合金磁性表征的影响,进而指出了高熵合金在磁性功能材料研究方面的巨大前景,最...     

加压可以提高超导体的临界温度

据英《新科学家》１９９８年８月报道：超导体研究在停滞几年后又开始热了起来。瑞士苏黎士ＩＢＭ实验室的科学家领导的一个科研小组，最近发现了一种使化合物的超导临界温度大大提高的方法，可以使一些材料在２００Ｋ（－７０℃）的温度下实现超导性，为超导元件免除昂贵的冷却系统开辟了一条道路。上一次超导材料的研究热是在８０年代末开始的，当时也是在苏黎士ＩＢＭ实验室，亚历克斯·缪勒和乔盖·贝德诺兹发现了一种钡镧铜和氧组成的陶瓷在３０Ｋ的温度下具有超导性。在后来的几年内，这一记录被不断突破。但自９０年代初以来超导研究…     

超导结中自旋分裂的邻近效应

用BdG方程和BTK理论对两种自旋分裂的超导邻近效应进行了研究,计算结果显示在铁磁/超导结中,邻近效应在铁磁一侧引起了一定的超导特征,并且随着离界面距离的变化呈现从0"态到π"态的反转行为,而对于二维电子气/超导结,邻近效应却不能引起π"态超导性.     

高熵非晶合金研究进展

高熵非晶合金是兼具高熵合金多主元的成分特征和非晶合金长程无序的原子结构堆垛特性的一种新型无序合金.由于其独特的成分和结构特征,高熵非晶合金显示出一系列独特的物理、化学和力学性能.本文简要回顾了高熵非晶合金当前的研究进展,提出高熵非晶合金领域目前仍需解决的科学问题.熵对高熵非晶合金形成的影响:高熵非晶合金具有高混合熵的特点,依据"混乱法则",高熵效应有利于非晶结构的形成,但是研究发现高熵非晶合金相对于同体系的传统非晶合金具有较差的玻璃形成能力.高熵非晶合金的热稳定性与纳米晶化行为:高熵非晶合金具有异常缓慢的纳米晶化动力学,有望通过高熵非晶合金部分晶化制备新型高熵块体纳米结构材料.高熵非晶合金高的热稳定性与较低非晶形成能力之间的异常关系.最后对高熵非晶合金未来的重要研究方向提出了展望.     

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。     

以理想周期势场为基础的超导原理的探索——共有化自由能带假说

本文是将超导状态视为经典量子状态,而常规状态视为非经典量子状态,划分的物理标志就是电子配对的产生和破坏。电子配对是经典量子理论（泡利不相容原理）的典型物理图景,与经典的电——声作用机制的BCS理论相比,将理想周期势场作为超导模型,在理论上更为成熟、可信。其次,本文提出的超导原理建立在原子与原子之间能级的稳定叠加基础上,不仅适合于常规超导体,也有利于化合物、高温超导体的认识,在理论上更为普适。第三,本文以能级的稳定叠加为前提,以经典固体理论为基础,对同位素效应、热容跃变等现象也作出了相对合理的解释。同样,超导的零电阻、电子配对、不负载熵、呈凝聚态的物理特征也可以看成是对经典能带理论——理想周期势场理论的最佳验证。在温度极低,晶格（或离子实）振动很小的情况下,是有可能产生原子与原子之间能级的稳定叠加,有可能产生符合理想周期势场的物理环境和条件。因此,将理想周期势场作为超导模型的共有化自由能带假说是有相当的现实和理论的根据的。     

高熵合金的摩擦学性能研究进展

摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑的学科,对结构材料的服役性能有很大影响。正因如此,学者除了不断探索具有优异力学性能的结构材料外,也不断寻求具备高耐磨性能的金属材料。在摩擦学领域,传统的金属材料已经发展成熟,新型耐磨材料亟待开发。近年来,新兴的高熵合金表现出优异的硬度、抗氧化性、抗软化能力,在很大程度上丰富了现有的耐磨合金体系,在未来的新型耐磨材料领域有很大的应用前景。为了系统地剖析高熵合金的摩擦学行为,本文首先介绍了单相、双相和多相高熵合金以及与高熵合金有关的复合材料在室温下的摩擦学特性,进而总结了改善高熵合金耐磨性能的方法。此外,本文还讨论了高熵合金在高温下的耐磨性能,并对其作为耐磨合金的应用与发展作了展望。     

高熵合金研究现状

高熵合金具有比传统合金更为优异的机械、物理、化学性能,有极为广泛的应用前景,是目前材料科学领域研究的一大热点。本文概述了高熵合金理论领域取得的研究进展,并根据其相关特性介绍了高熵合金的制备工艺以及应用,最后对高熵合金理论研究及实际应用的未来发展趋势进行了展望。     

高温超导新进展专题·编者按

正超导电性是凝聚态物质里一种电子体系宏观量子凝聚效应,具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的特性.高温超导则通常是指少数材料(如1986年发现的铜氧化物)在较高温度下(77 K)就可以发生的超导现象,涉及凝聚态物理中许多基本概念和最前沿的问题,以其独特的魅力不断地吸引着世界范围内物理学家的广泛关注.区别于Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论框架下的传统超导体,高温超导体具有异常复杂的晶体结构和相图,从而     

金属纳米粒子的超导临界半径计算

应用随机矩阵理论研究了金属纳米粒子的超导电性，特别是其临界超导半径。将计算结果同其他理论与实验相比较后发现：引入随机矩阵理论后得出的超导图像，与实验结果定性吻合。在理论上能同时给出纳米粒子超导性增强和减弱效应。     

导电物质量子理论 超导

1911年荷兰物理学家H．K．Onnes在研究低温下水银的电阻率随温度的变化的时候,观察到在4．2K附近水银电阻突然消失,他把汞的这一新状态称为超导态。以后又发现许多其他金属也具有这种超导电性,但并非所有的金属元素都表现有超导电性。研究表明超导现象依赖于晶格结构和费米面,具有明显的抗磁性。J·巴丁、L·N·库珀和J·R·施里弗3人于1957年建立了关于超导态的微观理论,简称BCS理论。它认为超导电性的起因是费米面附近电子之间存在着通过交换声子而发生的吸引作用,由于这种吸引作用,费米面附近的电子两丽结合成对,叫库珀对。从而解释了大量的超导现象和实验事实。