YBa_xCu_3O_(7-y)(x=2.0,1.9,1.8)中的磁通钉扎效应

针对高温氧化物超导体的强电应用,通过改善晶粒间的弱连接和增强晶粒内部钉扎强度,提高其临界电流密度J_c是当前一个十分重要的研究课题。由于这类超导体的相关长度ζ很短、K值很高,加之存在强烈的各向异性,所以其第二类超导电性行为与传统超导体明显不     

YBa2Cu3Oy体系中MgO纳米颗粒对磁通钉扎的影响

众所周知,氧化物超导体在高温高场下J_c值偏低及显著的磁通运动效应,阻碍了它的各种应用.因此,引进新的钉扎中心,如各种点缺陷(阴阳离子空位、部分元素替代和扩展型缺陷(如离子辐照产生的柱状缺陷)等,提高其J_c,研究相关的钉扎机制,具有理论和实际的双重意义.另外,实验发现,织构化的Y系样品在很大的温度和磁场范围内具有较高的临界电流,显然与样品内具有微米或亚微米尺寸的211脱溶物直接或间接引起的磁通钉扎有关.这说明大尺度的非超导粒子对磁通钉扎也有显著的强化效应.我们在YBa_2Cu_3O_y.体系中引入尺寸约为200nm的MgO纳米颗粒添加物,研究它对临界     

熔融织构YBaCuO块样品临界电流密度和显微结构的关系

一、引言 现在已经清楚,制约YBa_2Cu_3O_7(YBCO)块样品的传输临界电流密度(J_(ct))的因素除了磁通钉扎效应外,还有弱连接。后者导致J_(ct)数值小并随磁场增加而迅速减低,Jin等人的熔融织构生长法(MTG)使J_(ct)有了大幅度提高,被认为是降低弱连接的重要技术。Murakami等人采用的是所谓淬火熔融生长法(QMG),也得到了有很高J_(ct)的样品,并认为QMG法除     

1144型铁基超导材料的研究现状及展望

以122型为代表的铁基超导体在临界电流密度、上临界场以及各向异性方面具有较大的优势,引发了新一轮研究热潮.目前,虽然122型线带材的性能已达到实用化水平,但该体系仍存超导相非均匀分布等问题,限制了其载流性能的提升.新发现的具有化学计量比的1144型超导材料具有更好的均匀性、独特的钉扎特性以及更高的载流性能,使其适合于高场应用.本文简述了1144材料的结构和超导特性,并详细分析了单晶、多晶及超导线带材制备工艺的优化,以及性能提升的方法.同时,为提高1144型铁基超导线带材的临界电流密度,讨论了改善晶粒连接性和超导相纯度的途径.     

ZrO2掺杂YBa2Cu3O7-δ超导薄膜的磁通钉扎

YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)超导薄膜的临界电流密度J_c会因为外磁场的增大而衰减.为了抑制这一现象,有必要引入人工钉扎中心.预制纳米晶能够实现对异质相大小和形状的预先调控,是一种非常高效的人工钉扎手段,能有效解决传统元素掺杂引起的尺寸和团聚问题.本文利用水热法可控地制备出两种尺寸小于10 nm的点状和棒状ZrO₂纳米晶,并采用葡萄糖酸对其表面进行修饰,实现它们在YBCO前驱液中的均匀单分散.单分散ZrO₂纳米晶的掺杂明显地提高了YBCO薄膜的低温磁通钉扎效果和在场临界载流性能,但是纳米晶掺杂量过多,又会因为生成BaZrO₃(BZO)而消耗过多Ba源,致使YBCO薄膜超导性能下降.另外,掺杂5%的点状ZrO₂纳米晶比棒状纳米晶对超导性能提升更优.     

YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的临界电流密度J_c(T,H)

高温超导体薄膜无论在基础研究方面还是在高温超导体的应用方面都有十分重要的意义。临界电流密度是应用的关键参数,而且影响临界电流密度的磁通钉扎机制还不清楚,因此制备高质量的薄膜,研究其临界电流密度特点,对超导薄膜的应用和对磁通钉扎机制的理解是     

高温超导体材料的J_c(77.3K,20T)达到2×10~4A/cm~2

自高温氧化物超导体问世以来,人们以极大的兴趣关注其在强磁场大电流电工机器中应用的可行性.由于高温超导体存在难以克服的弱连接现象,采用常规的陶瓷粉末工艺制备的材料,其临界电流密度很低,且随磁场的升高很快退降.人们期望提高这类材料在强磁场下的J_c,以便朝实用化方向推进一步.自Jin等人采用熔融织构生长法(MTG)制备YBa_2     

高温超导-永磁混合悬浮车基本系统的理论模型与实验

具有磁通钉扎特性的高温超导磁悬浮是自然界唯一一种悬浮导向一体化自稳定悬浮系统,但其载重能力相对较弱;永磁体斥力式的永磁悬浮具有结构简单、载重能力强的优点,但在横向上不稳定.针对两种磁悬浮技术特征,基于现有的高温超导磁悬浮环形实验线"Super-Maglev",本研究以实现高温超导磁悬浮实验车大载重为目标,提出了一种新型的高温超导-永磁混合悬浮车系统概念及理论设计方法.首先,通过分别对永磁悬浮模块和超导导向模块建立在同一磁轨条件下的电磁模型,仿真对比分析两模块的磁力特性发现,两模块在垂向上的悬浮工作区间差异明显,在横向上具有相反的横向刚度.其次,结合恩肖定理,预测了混合悬浮系统在横向稳定条件下的最大载重能力及稳定工作区间.最后,基于仿真结论和现有的高温超导磁悬浮实验车,设计选用具有垂向解耦横向刚接功能的垂向直线轴承连接两悬浮装置,始终保持两模块在垂向上独立运动及横向上刚性连接,实现车载永磁载重与超导导向的功能匹配互补,搭建了高温超导-永磁混合悬浮原理实验样车,可载一人安全运行.进一步的准静态力学及动态振动实验共同验证了混合悬浮原理实验车具有成本低、结构简单、无源自稳定等优点,在载重能力提升上有一定的优势.该工作为超导磁浮轨道交通应用提供了新的技术途径.     

准分子脉冲激光制备发光硅晶粒的新途径

半导体硅是制备集成电路芯片和晶体管的重要材料,用硅制成的特种器件可用于检测光信息,由于其间接带隙的能带结构及禁带宽度仅1.12eV,因而本身无法由电致(EL)和光致(PL)发射高效率的可见光,使其在光电子器件领域的应用受到了限制.探索硅基材料的可见发光是材料科学领域中的重大研究课题.目前已有多种实现这一效应的方法,如电化学腐蚀的多孔硅和微波等离子体淀积的超细硅粉等,但是实际器件运用中所需材料必须具有良好的表面性质和均匀的内部结构.我们曾用Ar离子激光晶化技术使:a-Si:H/a-SiN_x:H多量子阱(MQW)结构中:a-Si:H阱层晶化成纳米晶粒,观察到室温可见光致发光现象,该方法可以人工设计并有效控制晶粒尺寸且材料内部结构均匀.本文将报道KrF准分子脉冲激光辐照a-Si薄膜制备室温呈现可见PL特性的硅晶粒的新方法,所用激光具有曝光面积大、能量高、作用时间短等特性,其晶化的均匀程度和效率均优于Ar离子激光,并且是一种“低温”、“干法”晶化过程,对衬底影响较小,从而有利于提高晶化样品性能,形成均匀的纳米晶粒,以期研究获得可见发光材料的新途径.     

Cu掺杂石榴石薄膜中矫顽力提高的机理分析

Bi置换石榴石磁光薄膜具有好的结构稳定性和化学稳定性及在短波长具有大的法拉第旋转角,因而成为下一代有希望的磁光记录材料之一.制备石榴石薄膜可采用溅射法,也可采用热分解法.热分解法设备简单,对薄膜的成分易于控制和调节.要获得好的记录畴,要求薄膜在室温下有高的矫顽力.现已报道,添加元素W,Mo,Ba和Cu对提高H_c有效.到目前为止,H_c最高为432kA/m,其矫顽力的提高归因于钉扎效应.     

YBa_(1.9)Cu_3O_(7-δ)中集体磁通蠕动对临界电流密度的影响

实验结果表明,在YBa_2Cu_3O_(7-δ)系,人为地使化学成分偏离理想配比,将引入新的小尺度缺陷并成为有效钉扎中心,使临界电流密度明显提高,且导致J_c(H)的非单调关系(即对应于磁化曲线的“鱼尾效应”).有关高温超导体中的“鱼尾效应”的起源,迄今虽有几种解释模型,但仍缺乏统一的认识,其重要原因是由于高温超导体中有效钉扎势很小而运行温度又较高,     

钇系高温超导体中的固相反应和结构缺陷

一、前言 从高温超导体的应用前景看,目前尚存在着一些突出的问题,其中之一是晶粒内传输临界电流密度太低.而晶粒间的传输临界电流密度更低,前者是由于这些材料晶粒内钉扎作用较弱;而后者则是由于在晶粒间界处存在结构无序和超导相干长度太短,由此,烧结工艺制得超     

考虑机械连接载荷和疲劳性能的装配结构拓扑优化设计方法

针对工程中常见的多钉连接装配结构,提出了一种同时考虑钉载和疲劳性能的拓扑优化设计方法.一方面,将钉载约束考虑到装配结构的拓扑优化设计中,针对结构中大量的钉载约束,采用约束凝聚技术,简化了多约束问题灵敏度求解过程,提高了优化的计算效率.另一方面,将疲劳准则作为设计约束引入到拓扑优化问题中,为了避免因多钉连接结构建模方法引起的不真实应力状态对优化问题产生影响,采用组合单元对连接结构进行建模,用被连接件壳单元上的应力衡量结构疲劳性能,采用P范数凝聚方法对疲劳约束进行凝聚,在此基础上研究了拓扑优化设计中疲劳性能对结构拓扑形式和承载性能的影响.最后通过两个数值算例验证了所提方法的有效性.     

二氧化硅凝胶玻璃基质中硒化锌纳米晶的原位生长及光谱表征

采用溶胶凝胶法和气氛还原热处理工艺在二氧化硅凝胶玻璃基质中原位生长硒化锌纳米晶, 首次获得了均匀、透明、亮黄色的ZnSe-SiO₂凝胶玻璃纳米复合材料. 利用X射线衍射(XRD)、UV-VIS吸收光谱和Raman光谱对复合材料中的ZnSe纳米粒子进行了光谱表征. 观测到均匀分散在凝胶玻璃中的硒化锌纳米晶XRD衍射峰的宽化、带间吸收边的蓝移及Raman散射光谱的移动和非对称的宽化. 利用实验数据从理论上对凝胶玻璃中ZnSe纳米晶平均粒径的计算, 结果表明X射线衍射、光吸收边蓝移以及Raman光谱的估算结果基本一致, 平均直径为4.6 nm左右, 并对它们之间的偏差进行了分析.     

DNA在磁性纳米粒子表面的键合及表面增强拉曼光谱研究

DNA磁性纳米粒子在DNA或RNA的分离和纯化、靶向药物的定向以及生物传感器和生物芯片技术中有着极为重要的应用. 采用微乳液的方法有效地把SiO₂包覆在磁性γ-Fe₂O₃粒子表面, 形成了粒径均匀的单分散的磁性纳米粒子, 并在其表面成功地修饰了一层巯基化合物, 将修饰有过硫键的oligoDNA分子共价键合到其表面, 形成了DNA的磁性纳米粒子, 并进一步在其表面进行了杂交实验. 用表面增强拉曼光谱(SERS)对这一过程进行了分析研究, 证明oligoDNA被有效地连接到磁性纳米粒子的表面上.     

慢中子对高T_c超导体的双重辐照效应及其机理探讨

高T_c超导体(HTSC)实际应用的关键之一是,人为地在HTSC里引入钉扎中心,从而增强磁通钉扎,较大幅度地提高临界电流密度J_c。实验证明,在提高J_c上,中子辐照比电子和质子辐照至少有效1000倍。近年来中子辐照已成为理论研究和实际应用的热门课题。当前人们所研究的大都是来自反应堆的,高通量(～10~(16)—10~(18)n/cm_2)快中子(E_n>0.1MeV)对HTSC的辐照效应。 Y系和Bi系多晶样品在高通量快中子辐照以后,样品的磁     

Nd-Fe-B烧结磁体中的一个新相及其对矫顽力的影响

Nd-Fe-B烧结磁体主要由主相Nd_2Fe_(14)B、晶间富Nd相和少量富B相组成.由于制备过程中氧的混入,磁体中还可能存在其它相。一些作者报道了这些相存在的某些迹象,并推测它们在反磁化过程中起钉扎畴壁作用。为深入研究磁体中的这些其它相,我们系统研究了一系列高Nd含量的Nd-Fe-B烧结磁体的显微组织和矫顽力。发现磁体中确实存在一个钉扎作用很强的新相。本文就是有关这一新相的简要报道。     

弱紧生成的Banach空间中弱随机元的弱等价性定理及其应用

本文证明了如下基本定理:设(Ω,σ,u)为任一概率空间,(B,||·||)为任一弱紧生成的Banach空间,则任一弱随机元V:Ω→B必弱等价于一强可测随机元(?):Ω→B 从而本定理不仅去掉了Lewis定理中关于弱随机元有界性的限制且在Banach空间概率论中有广泛的应用.作为应用的例子,本文在弱紧生成的Banach空间中就弱2-阶弱随机元建立了其再生核Hilbert空间的性质定理.     

YBaCuO双晶结的Josephson效应

优质的约瑟夫森结的制备不仅对研究高 T。超导体及其弱连接的物理特性,而且对于趣导电子学的应用方面都有着重要的意义,然而由于这些氧化物超导材料的相干长度很短,且各向异性,这给弱连接的制备造成了很大的障碍.近来许多种类的高 T_c 结的研究都有了较大的进展.本文报告了在双晶衬底上外延生长的 YBa_2Cu_3O_7薄膜所成的晶界结的约瑟夫森效应研究.双晶结的制备包括三个过程:(1)衬底的烧结;(2)YBa_2cu_3O_7,薄膜的淀积;(3)图形的制备.双晶使用两块(001)轴平行,(100)轴具有一定夹角的钇稳定氧化锆(YSZ)加压烧结而     

关于H(λ)单位区间和H(λ)实直线的连通性

如同经典数学的情形,模糊单位区间I(L)和模糊实直线R(L)在模糊数学中也是基本和重要的研究对象,因而引起了国内外不少学者的兴趣.1992年,王国俊和徐罗山通过加细I(L)的拓扑,定义了一种新的模糊单位区间——H(λ)单位区间I(L),解决了弱诱导LF拓扑空间的紧化问题.1993年,张德学和刘应明引入了LF拓扑空间弱诱导化的概念,这样I(L)便被视为I(L)的弱诱导化.在文献[3]中,我们定义并研究了H(λ)实直线R(L),即R(L)的弱诱导化.虽然,文献[1～3]已讨论了I(L)和R(L)的一系列性质,但它们的连通性问题基本上悬而未决(关于这方面的情况,参见文献[1,3])本文将彻底解决这一问题.我们的结果如下(未加说明的记号与术语参见文献[4]):