铁基超导材料制备研究进展

超导现象于1911年首次被发现, 此后科学家们一直都在寻找拥有更高临界温度的超导材料, 研究重点也逐渐从金属系物质转到铜氧化物. 目前, 物理学界对高温超导机制仍未形成一致看法, 研究人员希望在铜氧化物超导材料以外再找到新的高温超导材料, 以期从新的途径来破译高温超导机理. 2008年初, 日本学者发现了临界温度可以达到26 K的新型超导材料—— LaO_1-xF_xFeAs, 这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮. 随后, 科研人员在这一体系中展开了积极的实验和理论研究. 中国科研机构, 特别是中国科学院, 迅速开展了卓有成效的研究工作, 在新一轮的高温超导研究热潮中占据了重要位置. 铁基超导材料的研究正在持续升温, 新的发现层出不穷. 本文按照体系分类, 以时间顺序, 分别对铁基超导材料的四大主要研究体系(“1111”体系、“122”体系、“111”体系和“11”体系)的具体材料制备研究进展进行了分析, 比较全面地介绍了各种铁基超导材料的合成方法及其关键物理参数.     

超导材料的发展推动着新的工业革命

随着Y(或La)-Ba-Cu-O系陶瓷高温超导材料的问世,自1986年下半年起,在世界范围內出现了一股超导热芯抗ぷ髦饕秩龇矫娼?一是继续寻找具有更高的零电阻转变温度的新型超导材料,二是研究(?)料的结构并探索其具有高温超导性的机理,三是实际应用研究。前一阶段,关于超导材料研究工作进展的报道多侧重于前两方面,对其实际应用则报道甚少,但研究新型材料的目的归根结蒂在于应用。为此,本文介绍了日本经济杂志“DIAMOND”最近连续发表的有关超导材料的实际应用的三篇报道,从中可以看出,超导材料尤其是高温超导材料的发展如何推动新的工业革命不断前进,它们在某些领域的实际应用已不是遥远的将来而就在眼前。     

全息电子显微镜观测磁通量

目前,在高临界温度氧化超导材料的研究课题中,有一个问题尚未解决,即磁场穿过高温氧化超导材料时,磁通量具有何种性能.大多数研究此课题的科学家相信,一旦这种性能被获悉,大临界电流的获得也就相应解决.尽管许多研究部门一直试图直接观测磁通量,但尚无成功的先例.最近,日立公司推出一种新型全息电子显微镜,可用于直接观测穿通超导材料的磁力线.具体方法:把一片冷却到2.5K(-270℃)的超导薄膜置于真空磁场中,借助于这种全息电子显微镜,就可以20埃的分辨度直接观察到穿过超导膜的磁力线,并获得定量测量数据.     

陨石中首次发现超导材料

<正>最近,美国科学家在2块不同的陨石中发现了超导材料,这是超导材料在太空中形成的第一个证据。这一发现的重要意义不仅在于它是罕见的天然形式的超导材料,而且还为人类寻找室温超导材料点燃了新的希望。研究人员利用一种叫做磁场调制微波光谱的技术(MFMMS,一种主要用于寻找超导现象的高灵敏度技术),对来自15种不同陨石的碎片进行了详细研究。结果发     

超导蓄电体系

目前正在进行的超导蓄电体系的研究,是应用超导的其中一个项目。这项工作是去年五月由日本三十家大型企业联合进行的。该研究的原理是将不消耗电的超导盘管(直径五百米)埋入地下岩石中,以此形成一个巨大的“蓄电罐头”,这便是“超导蓄电体系”(SMES)。该体系可用于将原子能发电站的夜间剩余电力积存起来,等白天需要电力的高峰时间,再将这一     

具有载流子转变性能的超导材料

日本索尼公司已发现一种具有载流子转变性能的新型超导材料。据该公司发言人称,这种材料是一种含钕、铈、铜、氧元素的烧结体,是经过无氧化条件下的燃烧而形成的。为了形成这种材料,要将铈元素掺入钕元素中,并减少其含氧量,以保证电子载流子具有较高浓度.在普通温度直至超导特性转折点温度范围内,这种新材料显现出电子(n型)传导特性,而当温度降至超导特性转折点以下时,载流子又会转变成P型.对     

我国成功研制双通带高温超导滤波器

近日, 我国研究人员提出了一种双通带滤波器的设计 方法, 并完成了一个L 波段双通带高温超导滤波器的设计和制作, 该成果可充分发挥超导材料的低微波表面电阻的优势, 在微波通信、高灵敏度接收系统中具有重要的应用价值.     

CuO-La_2OO_3二元相图的热力学分析

一、引言 Ba-La(Y)-Cu氧化物超导材料的发现,使超导材料的研究进入了一个崭新的时代。Ba-La(Y)-Cu氧化物超导材料的特性与材料的制备工艺密切相关。BaO-La_2O_3(Y_2O_3)-CuO三元相图的研究无疑对材料的制备工艺具有重大的指导作用。已有一些作者对这类体系的相图进行了测定。但由于组成该三元系的纯组元的熔点很高,给相图的测定带来很大困难。更     

脑电波分析器试制成功

为了开展脑电波的研究,我們設計和試制成功一架脑电波自动分析器。这架分析器可以将人类或动物四种主要的脑电波θ,α,β,γ自动进行分析,分别呈现这四种波中的任何一种波。这样,在研究中即可以避免一般通用脑电波記录器所描記的各种电波混淆不消的情况。此外,与英美资本主义国家的机械分析法不同,这架脑电波分析器是完全按照大脑交流电波本身的特点设計的,它整体地、而不是孤立地分析出θ     

人体秘密

大脑中的"年轮" 人脑和树木一样有年轮,这是日本医学专家研究发现的.他们通过对39名日本人和9名外籍人员进行的音波实验表明,当音波的频率和人的年龄相同时,便会发出特殊反应;若音波的频率与人的年龄不相同,则没有这种现象.这种变化可以从脑电波的荧光屏上明显地看出来.利用这种方法,可以准确无误地判断出人的真实年龄.     

世界上最强的磁场

日本东北大学的一个研究小组已成功地得到了世界上最强的磁场。据信这对原子聚变装置中超导材料的开发非常有用。这个大学中正从事超导材料研究的金属材料研究所的仪器测定结果,与美国麻省理工学院的测定结果相符,这个磁场的磁束密度为30.4特斯拉。据这所大学的研究人员透露,他们曾一度成功地把这个磁场的磁束密度提高到30.7特斯拉,他们相信这已达到规则型“强”磁场的最高等级。日本用于原子聚变的托卡马克装置中,在强磁场中获得等离子体的操作是必不可少的。日本原子     

有关人体冷冻学的科学佐证

之一：大脑冷冻试验。20世纪即年代中期，日本三位教授将猫大脑中的血液抽出，注入丙三醇，然后冷冻一夜至6个月。期限到后，猫脑被解冻并抽出丙三醇，重新注入加过温的新鲜猫血。研究人员把大脑灰质与电极接通，再把它们同类似脑电图仪的扫描装置连接起来。通常，脑细胞在缺氧几分钟后即死亡，然而这次奇迹出现了——一扫描指针摆动，也就是说冷冻6个月后刚刚解冻的猫的大脑释放出脑电波，并与冷冻之前释放的没有多大差别。其他科学家用猴脑和狗脑进行了类似实验，结果基本相同。实验表明，经过特殊状态下的长时间贮存，即使是大脑中的神经…     

运用高压技术设计和研制超导材料新体系

本文介绍运用高压技术发现的几类超导材料新体系,包括(1)顶角氧有序型(简称"顶角氧"系)、Cu12(n-1)n(简称"铜系")和Cl2(n-1)n(简称"卤系")等3类铜基超导材料体系:它们只含铜和碱土氧化物,是构成铜基超导的最简单组分;这些体系在常压的超导温度(T_c)可媲美Y123、Bi系、Hg系等组分复杂的铜基超导材料,"铜系"的T_c可高达123 K,Cl212是第1个含卤素的液氮温区超导体;"顶角氧"有序化将同结构的铜基超导材料的转变温度提高1倍以上,刷新了单层铜氧面结构铜基超导材料的Tc记录;新体系的高温载流特性名列前茅,"铜系"在液氮温区的临界电流特性优于Bi系、Hg系,与Y123相当.(2)铁基超导材料主要体系之一的"111"体系:"111"体系组分结构简单,易于揭示铁基超导核心要素.它的解离面无极性,表面和体态结果严格一致,为通过角分辨光电子能谱(ARPES)和扫描隧道显微镜(STM)等先进表征技术揭示铁基超导的本征物性提供了理想结构载体.主要成员LiFeAs具有无Fermi面嵌套的重要特征,表明Fermi面嵌套并非实现铁基超导必要条件,扭转了此前基于铁基其他体系的费米面嵌套对机理的流行认识.(3)Bi_2Te_3拓扑化合物超导体:实现无需化学掺杂引入载流子,揭示了国际上首个压力诱导的拓扑化合物超导.     

Y123相超导体有机保护膜研究

高温超导材料在实用中要求其超导性能稳定.但是,Y系超导材料易受环境中的水汽、CO_2侵蚀而分解,生成的最终产物含有Ba(OH)_2,Y(OH)_3以及BaCO_3等碱性物质;一些超导器件(如超导微波器件)需防止器件与环境的各种接触造成表面性能恶化.因此,有必要对超导器件进行保护,与各种不良环境隔离.国外有过一些使用无机保护材料的报道,主要采用真空热蒸发沉积和酸钝化方法,可将超导材料在水中保护约数分钟到1h;文献[1]用有机保护材料浸渍超导材料,可获得在水中保护数小时的结果.本文用pH酸度计进行监测,选用有机高分子化合物作保护材料,可在水中保护40h以上.     

当"超人"时代来临

<正>年初,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员在实验室里研究出了一种约5毫米大小的白色物体。据称,这个在盛满培养液的器皿中装着的,是由诱导性多能干细胞(i P S细胞)培育的"人工脑",它已被确认与受孕25-38周的婴儿大脑有着相似的脑电波。此前,美国华盛顿大学和卡内基梅隆大学的研究团队曾宣布,他们首     

不同年龄和认知功能成人脑涨落图功率空间构型的比较

梅磊教授建立了一种新的脑电波分析技术——脑涨落圈技术(encephalofluctuograph technology，ET)，从功率和频率两个角度分析脑波的涨落过程，以研究脑功能的自组织活动及其时空构型，并已出版专著和开始临床应用，认知活动是人及的高级功能，包括知觉、注意、记忆、思维、盲语等能力，是整个大脑复杂活动和自组织的产物，鉴于所获得的结果比较丰富，本文只着重扼要地报告我们对不同年龄和认知功能成人脑涨落圈功率空间构型比较研究的主要结果。     

钽酸钾界面超导的发现与研究进展

两个绝缘氧化物的界面可以导电,甚至超导,这种现象引起了研究人员的广泛关注.在过去一二十年里,最经典的体系是以LaAlO₃/SrTiO₃为代表的SrTiO₃界面电子气及超导(2004年发现界面电子气, 2007年发现界面超导).最近,钽酸钾(KTaO₃)界面超导的发现为相关研究注入了新的活力.这一新的氧化物界面超导体系比经典的SrTiO₃体系具有更高的超导转变温度、更强的自旋轨道耦合以及相媲美的可调控性.本文对钽酸钾界面超导的发现和研究进展进行了简要评述,概述了钽酸钾的基本性质、钽酸钾界面超导的发现历程、主要物性特征以及调控方法,探讨了钽酸钾界面电子气的形成机制与超导机理,对钽酸钾界面超导的未来发展进行了展望.希望本文能够帮助读者更好地了解氧化物界面超导领域尤其是钽酸钾界面体系的发展近况.     

超导氧化物的键参数分析

Bednorz和Müller发现Ba-La-Cu-O体系具有高温超导电性以后,人们在探索具有高临界转变温度氧化物超导材料方面取得了重大突破,为新型超导材料的研究开拓了更加广泛的领域。因为复合氧化物体系的变化范围是极为广泛的,其变化可能性要远多于金属间化合物,制备方法也比较简单,找到更有效的新型超导材料就更有可能,故研究其超导机制的结构性能关系意义很大。本文用键参数的方法对已发现的四十多种二元超导氧化物进行讨论,     

高温有机超导体新进展

第一个有机超导体发现于1980年,当时,其临界温度还不到1K,1988年,有机材料的最高超导转变温度已达10K.最近,转变温度又有提高:美国阿贡国家实验室的研究人员报道合成了两类新型有机超导体.其中一类的临界温度在常压下达11.6K,另一类在0.3Kbar压力下,于12.8K成为超导体.这两类新型超导体如同许多其它有机超导体一样,当压力增加超过超导起始转变临界值时,其临界温     

利用动态低温X射线衍射法研究高T_c超导体Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的结构和性质之间的关系

Y-Ba-Cu-O混合物是在液氮温度以上具有超导性的超导氧化物体系。关于在该体系中起超导作用物相Y_1Ba_2CuO_(7-δ)的制备、性质和结构,最近已有文献报道。这里,我们报道高临界温度(T_c)超导体Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的动态低温X射线衍射研究的结果。这种材料曾测量具有118°K的超导起始温度并在92°K达到零电阻。