高温超导新进展

所谓超导体就是没有电阻的材料。这种看似简单的现象,多年来却吸引着无数科学家孜孜以求。近十年来,超导研究的几项重大成果,改变了超导应用的前景。 1986年9月,苏黎世IBM实验室的两位研究人员乔治·贝德罗兹等在超导研究方面取得了一项重要成果:他们发现钡镧铜氧化物在-238℃时转变为超导体,也就是说,其临界温度为-238℃,在这个温度之上,其性能与普通导体一样。这一发现很重要,因为它提高了临界温度(以前的临界温度记录为-250℃),而且此次发现的是一     

超导电缆

苏联制造了一种超导电缆,可通过强度为十万安培的电流。这种电缆是管状,内有热缘、铌导体及液态氦。输电过程中,电阻损耗几乎等于零。所有金属对电流来说存在电阻,而铌在摄氏零下273度情况下,即近于绝对零度时,将出现超导状态。这一温度在新制成的电缆中,是通过液态氦达到的。超导体可组成全新的远距离输电系统,譬如,超导电缆可把西伯利亚电站的电能,无损耗地输送至苏联欧洲部分。 (转自《国外科技动态》七一年6月)     

超导发电机的动向和展望

概述自从1911年发现有些导电体在超低温之下会完全失去电阻变成超导体的奇怪现象之后,一直未引起世界各国科技工程界的注意,这是由于当时已知的若干种超导体物质只能在相当低弱的磁场里,才能起到超导性的作用,而这样的低弱磁场对一般的旋转型电机并无实际用途的缘故。在50年代后期初冶炼成功的某些超导体如:铌钛、铌锆等合金以及铌_3锡、铌_3锗等合金的复合线,虽是处在很强的磁场里,例如 5韦伯/米~2,但它们临界电流仍然可达4400安/厘米~2、临界温度约为9°—18°绝对温度左右。从此才引起世界科技界的注意。在1966年英国首先研制成功了世界第1部50马力的单极直流超导     

Y-Ba-Cu-O系超导体的水解性研究

高转变温度T_c的Y—Ba—Cu—O系超导体是目前最引人注目的超导材料。这种超导体在液氮沸点温度以上有稳定的零电阻温度T_o。对于不同的Y、Ba和Cu组分比,只要采用相应的烧结条件,均能制备出T_c>90K的超导样品。我们在实验中发现,此种体系超导体无论组分如何,均有明显的水解特性,最终失去超导电性。水解的最终生成物由X射线衍射测定决定。另外,利用计算机对超导体完全水解的温度-时间关系进行了模拟计算。我们以组分比Y:Ba:Cu=1:2:3均匀混料,在850℃下预烧4小时(h),然后磨碎并过筛,压制成直径16mm、厚度1.5mm的圆片,在960℃下通氧烧结9小时,得到     

用途广泛的超导体

超导体,由于它在超导状态下具有完全的导电性、完全的抗磁性和隧道效应等特性,因此使它具有广泛的用途,对人类的生产和生活将带来深远的影响。科学家预测:超导材料的付诸实用,将会引起工业技术上的一场新的革命。超导体的应用,总的来说可分两大类:一类是用于强电如发电、输电、贮能和交通运输等方面;另一类是用于弱电,如计算机、精密仪器仪表等方面。     

直流四探子法测量有机材料导电属性的分析

在本文中所叙述的内容，主要是关于导体电阻的基本测量技术，重点介绍关于有机导体材料的电阻测量，从原理上讲，对于一般导体电阻的测定也是通用的。如果掌握了我们认为最难测量的有机导体的电阻测量技术，反过来对于一般导体、包括酸化物超导体在内的许多材料的测量技术就比较容易了。在此，主要以直流四探子测定方法作为讨论的重点加以叙述。     

超导研究中的新技术和新材料专题·编者按

自金属汞中发现超导材料的第一个基本属性——(直流)零电阻至今恰好110年,迄今在数据库Super Con中可以找到12000多个超导体.超导研究中的新技术和新材料不断为这个领域注入活力,使其历久弥新. 1908年,在液氢预冷和节流膨胀过程下, Kamerlingh Onnes成功将氦液化, 3年后在测量汞的低温电阻时发现超导.钇钡铜氧高温超导体发现当年, Dijkkamp和Venkatesan等人用准分子脉冲激光镀膜技术成功制备了该体系的超导薄膜.     

Ba盐对YBCO超导性的影响及Y2BaSrCu3Ox体系超导性

用Ba(NO_3)_2代替传统BaCO_3,在较低温度下合成了零电阻温度在90K以上的超导体。用一步合成法和二步合成法分别合成了Y_2BaSrCu_3Ox超导体,研究了退火条件对体系超导性的影响,从固体化学反应角度讨论了超导相与杂相的形成,从配位化学的角度说明了Sr掺杂引起Tc值下降的原因。     

球壳超导体屏蔽系数的研究

屏蔽是电磁兼容的重要方法之一，通常用导体材料作屏蔽体,而用超导体作屏蔽体有更多的优越性，文章从Maxwell方程和London的超导二流体模型出发，推出了球壳超导体的屏蔽系数，在此基础上对超导屏蔽作了一些讨论。     

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     

机械合金化制备Nb_3Al超导体的工艺研究

利用机械合金化方法制备了一系列不同的Nb3Al块材,研究了球磨时间及退火温度对Nb3Al超导体成相及超导性能的影响,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和磁学测量系统等详细分析了不同制备条件下Nb3Al超导体的相成分、微观组织结构,以及超导性能的变化.结果表明:将Nb和Al粉末混合后,利用高能球磨设备,球磨1 h即可以生成Nb(Al)ss过饱和固溶体;当球磨时间增加到10 h时,样品粉末发生了非晶化.通过调节球磨时间、退火温度,成功制备出超导起始转变温度达到15.3 K的单相Nb3Al超导体.     

高T_C的超导材料

<正> 引言超导材料的临界温度 T_c 越高,其效益越大,因此,寻找高 T_c 的超导材抖是人们长期以来梦寐以求的事,经过约七十年的努力,在1973年才制备出铌三锗(Nb_3Ge),其T_c为23.2K,此后十几年几无进展.1986年瑞士科学家 Bednorz 和 Miiller 报导了 La-Ba-Cu-O 系列中可能存在高临界温度超导电性,T_c 终于突破30K.中、美、日等国科学家也在 La-Ba-Cu-O 体系超导体上获得 T_c为52K.最近各国又相继报导了 Y-Ba-Cu-O 体系超导材料,T_c 在90K 以上.本文将简要报导我们制备的 Y-Ba-Cu-O 超导材料的初步实验结果.     

超导材料的超快光谱研究

电子、晶格、自旋和轨道微观自由度对超导材料的宏观特性起到至关重要的作用.在超导体系中,特别是非常规超导材料,这些自由度衍生出具有不同能量尺度的玻色激发和有序态.前者如声子、磁振子、电荷密度波、自旋密度波、自旋涨落、向列涨落等;后者如超导态、赝能隙态、向列相、反铁磁/铁磁等.前者与后者的形成密切相关.尤其是,不同的玻色激发在频域内纠缠在一起彼此相互作用,同时又与电子(或准粒子)耦合,构建出复杂而又丰富的平衡态和非平衡态物理过程.超快光谱技术的独特性在于具有宽能量范围和高时间分辨率的特点,利用光(电磁波)与超导材料相互作用中的线性和非线性响应,可以共振或非共振地探测与调控这类材料中的准平衡或非平衡态动力学属性.因为桌面超快光谱系统功能全面且具有很大的灵活性,它不仅被应用于超导体系,而且被广泛应用于其他各种无机和有机材料.由于非平衡态理论,特别是与关联电子体系相关的,目前还处在快速发展的阶段,所以本综述主要介绍了常用的桌面超快光谱技术和目前被广泛使用的相关分析理论,聚焦于讨论超导材料中超快光谱实验数据涌现出来的一些普适性趋势及进展.所涉及的超导材料包含了常规超导体、铜氧化物超导体、铁基超导体和重费米子超导体.     

铁基超导体的远红外光谱学研究

铁基超导体是由日本科学家Hosono发现的具有层状结构和多带特征的非常规超导体,虽然人们利用各种实验手段对不同家族的铁基超导体进行了详尽的研究,最受关注的超导机理的问题尚未解决,也吸引着人们进行更加深入的探索.红外光谱是研究费米面附近的电子态激发以及晶格振动动力学的重要实验探测手段,在早期的超导研究中对于超导能隙的确定和电声相互作用的探测起到了重要作用.本文将主要介绍近些年国际上利用傅里叶变换红外光谱学研究铁基超导体方面的主要进展,并结合作者近些年的工作详细地阐述红外光谱的具体应用,主要包括以下几个方面的内容:(1)铁基超导体中的超导能隙;(2)(Ba,K)Fe_2As_2中的量子临界与非费米液体行为;(3)KFe_2As_2中的轨道选择性行为;(4)铁基超导材料中的电声相互作用;(5)铁基超导材料中的向列相.最后,在总结已有工作的基础上,我们对未来红外光谱在铁基超导材料中的研究做了进一步的展望.     

超导晶体管将在天文观察中大显身手

据英《新科学家》２０００年７月２９日报道：英国那不勒斯大学的 Ｇｉａｍｐｉｅｒｏ Ｐｅｐｅ和牛津大学的 Ｎｏｒｍａｎ Ｂｏｏｔｈ合作，研制了一种称为“捕获准粒子”的超导晶体管，这种超导晶体管可以帮助天文学家接收到远离太阳系的微弱光子信号。过去，许多遥远星系因光信号太弱，现有的天文望远镜很难观察到。为了解决这个问题，这两所大学的科学家共同研制出了超导晶体管，这种晶体管在４Ｋ的温度下工作。 其工作原理是，晶体管中有一层薄薄的铌金属膜，铌在４Ｋ的低温下成为超导体。超导体中的电子通常都结成双，进行所谓“库珀…     

122型铁基高温超导体的研究进展

零电阻和迈斯纳效应使超导材料在许多领域都发挥着重要作用,因此超导电性100年来一直是研究的热点。本文系统总结了122型铁基超导体的研究状况,包括用化学掺杂和化学压力等不同方法获得的超导材料。此外,也总结了铁基超导线材和带材的制备,简短的介绍了目前的工艺和对未来的展望。     

非常规超导体的核磁共振研究新进展

核磁共振作为一种重要的谱学研究手段,在非常规超导体的机理研究中发挥了极其重要的作用.近年来随着新型非常规超导材料的发现,对应的核磁共振研究也有了许多新的进展,这些工作对非常规超导电性的机理研究起到了积极的推动作用.本文将就核磁共振技术在奇宇称超导体、铜基高温超导体和笼目结构超导体这三类超导材料中的若干最新研究进展进行一个有针对性的概述和梳理.在奇宇称超导体研究方面,将重点介绍铬基超导家族A₂Cr₃As₃中铁磁量子临界点顺磁侧的超导相图的研究和自旋三重态超导的实验证据,非中心超导体YPtBi中反铁磁自旋涨落及非常规的自旋单态和自旋三重态混合的超导态的发现.在铜氧化物超导体和笼目结构超导体研究方面,将重点介绍YBa₂Cu₃O_y中强磁场诱导的电荷密度波序出现3倍晶胞(λ=3b)公度性的微观实验证据,笼目结构超导体CsV₃Sb₅中电荷密度波序和电子关联随压力的演化.希望本文对后续超导电性的机理研究、材料探索及实际应用能起...     

超导晶体管将在天文观察中大显身手

 据英《新科学家》２０００年７月２９日报道：英国那不勒斯大学的 Ｇｉａｍｐｉｅｒｏ Ｐｅｐｅ和牛津大学的 Ｎｏｒｍａｎ Ｂｏｏｔｈ合作,研制了一种称为“捕获准粒子”的超导晶体管,这种超导晶体管可以帮助天文学家接收到远离太阳系的微弱光子信号。过去,许多遥远星系因光信号太弱,现有的天文望远镜很难观察到。为了解决这个问题,这两所大学的科学家共同研制出了超导晶体管,这种晶体管在４Ｋ的温度下工作。 其工作原理是,晶体管中有一层薄薄的铌金属膜,铌在４Ｋ的低温下成为超导体。超导体中的电子通常都结成双,进行所谓“库珀电子对”运动。     

准一维Mn基超导材料研究进展

探索新的高温超导材料与揭示非常规超导机理一直是凝聚态物理研究的重点.除了铜氧化物超导体和铁基超导体这两大家族之外,其他过渡金属基非传统超导材料相对较少,其中锰基超导材料尤其稀少.晶格维度的降低通常会抑制磁有序并增强自旋涨落,可以以此为思路探索新的锰基超导体.近年来,一个新的准一维锰基材料家族AMn₆Bi₅(A=Na, K, Rb和Cs)被发现.其中, AMn₆Bi₅(A=K, Rb和Cs)在高压下表现出非常规超导电性,加深了人们对于非常规超导与反铁磁关联的认识.     

超导研究的突破性进展

1987年可以称为超导年。科学技术史上还没有一种新发现能像超导这样,在短暂的时间内从不同国度的超导实验室,接连不断地出现爆炸性的突破,几个月之内就演变成世界性的超导体的激烈竞争。竞争第一阶段到1987年10月14日暂告一段,瑞典皇家科学院在这一天决定将1987年诺贝尔物理奖授予在美国国际商用机器公司苏黎世实验室工作的亚历克斯·缪勒和乔治·贝德诺尔兹两位科学家,表彰他们对新的超导材料的发现。超导性是在1911年被发现的,荷兰物理学家卡默林·翁内斯发现了在4.2k以下时汞的电阻急剧地下降为零。这一发现立即引起科学家的兴趣。1933年由荷兰科学家迈斯纳发现迈斯纳效应。1987年春在美国物理学会召开的超导学术讨论会上,东京大学教授田中昭二提出了超导体的四项技术标准:电阻为零、排除磁力线的迈斯纳效应、再现性和超导现象的稳定性,现已为各国科学家所接受。