高温超导体研究的发展

一、引言自从1986年由瑞士苏黎世IBM研究实验室的J.G.Bednorz和K.A.Muller发现在氧化物Ba-La-Cu-O系统中可能存在着超导转变起始温度为35K的超导电性,并很快为他们自己和日本东京大学的Shin-ichi USHIDA et a1.的抗磁性实验进一步证实后,在全世界范围内立即掀起了探索高临界温度超导体的热潮.在短短的半年多时间内,超导体研究领域中已经发生了革命性的变化.人们不仅发现了像Ba-La-Cu-O、Sr-La-Cu-O,以及Ba-Y-     

Pb_(0.3)Bi_(1.7)Sr_2Ca_2Cu_3O_y的高临界温度(～110K)超导电性

一、引言 Bednorz和Müller在1986年引发的世界范围的超导研究热潮使人类在不到两年的时间里获得了和Lu)、Bi-Sr-Ca-Cu-O和Tl-Ba-Ca-Cu-O四类高T_6氧化物超导材料,其中价格低廉、无毒害、存在110K高温相但零电阻温度长期难逾100K的Bi系超导体则尤为引人注目。     

多元FeSe基超导材料的结构与物性

对FeSe基多元超导化合物的制备、晶体结构、相分离和超导性质等进行了详细的介绍.首先,利用碱金属插层的方法,制备出了三元K_xFe_(2–y)Se_2超导体,其超导转变温度为31 K,是当时FeSe基超导体的新纪录.同时,利用高温自助溶剂方法,制备出了K_xFe_(2–y)Se_2的晶体样品,并对其晶体结构、相分离和电子结构进行了细致的研究,从其特殊的费米面构型,可以看出K_xFe_(2–y)Se_2是区别于FeAs基超导体的新型高温超导体系.其次,通过低温液相法的制备手段,获得了多种碱金属插层FeSe的高温超导体,超导转变温度为30~46 K,大幅提高了FeSe基超导体的转变温度记录.在低温和中温区制备的FeSe基超导体中,存在极少量的Fe空位,可以精确标定超导相成分和电子结构,为研究FeSe基超导体甚至Fe基高温超导体的微观机理提供重要的实验证据.     

钇钡铜氧新型超导陶瓷材料的晶形及双晶显微照片

本多茨(Bendorz)和穆勒(Müler)于1986年4月报道获得了临界温度可高达30开的镧钡铜氧系超导体。此后不久,朱经武和赵忠贤等又分别发现了在液氮温区的钇钡铜氧系超导体。这一发现,轰动了世界,为超导材料的付诸实用以及可能由此而引起的新的工业技术革命开辟了广阔的前景,从而掀起了举世瞩目的“超导热”。     

高Hc_2Nb_3Ge超导薄膜

一、引言 1973年Gavaler和Testaidi等利用溅射方法分别获得超导转变温度高达22.3K和23.2K的Nb_3Ge超导薄膜。从此以后,A-15Nb_3Ge化合物一直是已发现的超导转变温度最高的超导体,吸引人们对Nb_3Ge进行了许多研究。上临界场Hc_2是超导体的另一个重要参量,1974年Foner等测量了Nb_3Ge的上临界场Hc_2(T),外推出绝对零度时的上临界场     

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     

高T_C氧化物超导体Bi(Pb)SrCaCuO(F)的磁通蠕动

不合稀土元素的超导氧化物Bi-Sr-Cu-O系统的T_C为20K。加入适量的钙后,则呈现85K的大块超导体,并且有110K超导相出现。Koike等已获得85K相Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(2212)的单晶,并测量了它的基本参量。Endo等已制备了110K的单相Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。利用掺Pb比较容易地获得T_(co)=107K的样品。Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O体系掺F,即用F部分地取代O位置,可以获得零电阻为118K的样品。100K以上零电阻超导体的出现,将有利     

高温氧化物超导体组成分析

1986年自Bodnorg和Müller发现高温氧化物超导体以来使氧化物系列的超导体研究有了长足的进展,实现了人们长期以来追求获得液氮温区超导体的理想,液氮比液氦便宜10倍,而效率高20多倍,大大加快了超导技术的开发与应用.1988年,我们实验室在高氧压下     

向液氢温区前进——探索高临界温度超导体

1973年,在美国加特林伯格(Gatlingburg)举行的超导电性与点阵不稳定性会议上,加瓦勒(Gavaler)和泰斯塔迪(Testardi)报告,他们先后用溅射法制成了临界温度T_c为23.2K的A15结构的Nb_3Ge。这一重大突破,使在液氢温区(20.4K)实现超导应用这一宿愿,有可能在不远的将来实现。探索高临界温度超导体(简称高T_c超导体),从1911年昂尼斯(Onnes)发现超导现象以后就开始了。当时,离实现氦气液化只有三年时间,世界上只有少数几个实验室有液体氦。所以,必须找到高T_c超导体,才能谈到超导现象的应用。研究中发现,超     

铁基高温超导体的研究进展及展望

自从2008年2月末F掺杂的LaFeAsO被报道有26 K的超导电性后, 基于此体系材料的超导转变温度在短短几个月中被迅速地提高到55 K, 很多新超导体被发现, 同时人们对具有更高临界转变温度的新超导材料充满希望. 本文简要地回顾了这种体系中材料的探索、制备以及设计, 另外在理论和实验上对其超导机理的认识也给予了介绍和总结. 最后基于目前的实验数据, 对铁基超导体和铜氧化物高温超导体的重要物理参数进行了比较, 同时展望了这种新超导体的应用前景.     

铜氧化物高温超导体中多体效应研究的新进展

自从1986年高临界超导温度铜氧化合物超导体被发现20多年以来,超导研究取得了许多进展,但高温超导机理仍不清楚.研究表明,铜氧化合物高温超导体的超导电性和奇异的正常态物理性质,难以用传统的超导理论(BCS     

高T_c Nb_3Ge超导薄膜

1973年Gavaler利用溅射法首次获得超导转变温度T_c高达22.3K的Nb_3Ge薄膜,不久Testardi等利用同样方法达到了23.2K。从这以后,A-15 Nb_3Ge化合物一直是已发现的超导转变温度最高的超导体。人们对Nb_3Ge进行了许多研究,希望从中找出高T_c相Nb_3Ge     

YBa_2Cu_3O_(7-x)高温超导薄膜在转变温区光响应机理研究

自从1986年发现高温氧化物超导体以来,超导材料在液氮温区的实用成为可能,超导应用的一个重要领域是制备超导光学探测器件。这种器件无论以测辐射热还是以约瑟夫逊结模式,都具有响应波段宽(从可见光到毫米波)、噪声小、功耗低等优异性能。由于YBa_2Cu_3O_(7-x)高温氧化物超导材料的结构特性不同于低温超导体,研究其光响应特性对高温超导体基础理     

铁基超导薄膜研究进展

铁基超导体作为一类新的高温超导体,由于其独特的性质以及与铜氧化物和传统超导体的显著区别而备受关注.铁基超导体具有比铜氧化物超导体更小的各向异性、较高的超导临界转变温度和上临界场,因此在超导薄膜的制备及应用方面具有很多优势.除此以外,铁基超导薄膜的其他特性,如其外延薄膜具有比块体样品更高的超导临界转变温度,可以形成常规固相反应条件下无法获得的亚稳相等,也引起了研究者的兴趣.本文重点论述了LnFeAs(O,F)(Ln=镧系元素)、掺杂的AEFe_2As_2(AE=碱土金属)、FeCh(Ch=硫族元素)3个体系在薄膜方面取得的成果,总结分析了铁基超导薄膜的生长、微观结构和性能之间的潜在联系,分别从铁基超导薄膜的制备、晶格结构与超导临界转变温度的关系、薄膜缺陷生长与临界电流密度的联系,以及辐照对薄膜性能的影响等方面介绍了铁基超导薄膜的研究进展.     

分子束外延硒化铁薄膜的超导电性

铁基超导体是继铜氧化合物高温超导体之后于2008年被发现的一类新型高温超导材料.在所有铁基超导体中,β-Fe Se因具有最简单的化学组分和结构而被认为是探索超导机制的理想体系.借助于半导体工业中成熟的分子束外延生长技术,研究者实现了对Fe Se超导薄膜生长、形貌和组分在原子水平上的精确控制,并在此基础上深入研究了其超导性质.最近研究者又把Fe Se薄膜的分子束外延生长拓展到Sr Ti O3(001)衬底,发现单层Fe Se/Sr Ti O3体系的超导转变温度有超过77 K的迹象.这些研究成果为解决高温超导体的配对机制以及进一步提高超导转变温度提供了全新的途径和思路,引起高温超导和材料科学等领域的广泛关注.     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O晶须的超导电性研究

在Bi-Sr-Ca-Cu-O体系的超导体中于液氮温区存在二个超导相,即临界温度为80K的低温超导相和110K的高温超导相,且高温相是通过低温相形成的。迄今,人们已经采用许多方法促使超导体从低温超导相向高温超导相的转变,诸如用Ph元素部分替代Bi、加入过     

模式识别预报与转变温度135K(Bi,Pb)SrCaCu(O,F)超导体的制备

迄今报道具有最高零电阻温度T_(co)=125K的超导体是T1系氧化物,但Tl_2O_3极易挥发且剧毒,使其研究与应用均受限制。除Tl系外,最高T_(co)(118K)的超导体由中南工业大学于1989年制备,其名义组成为(Bi_(1.7)Pb_(0.3))Sr_2Ca_2Cu_3(O_(y-0.70)F_(0.7)),具有超导转变温度T_0(onset)=125K。由于Bi系不含稀土元素,备受注目。鉴于模式识别方法在化学中应用颇有成效,近来我们应用它研究1989年实验数据,预报可能具有高T_c的实验条件与名义组成,并据此成功地制备了T_c(onset)=135K且T_(co)=118K的含F、Bi系超导体。     

MgB2基超导材料研究进展

2001年1月发现MgB2基超导体具有39K的临界转变温度。是迄今为止转变温度最高的非铜氧化物超导体。国内外对MgB2基超导材料进行了广泛而又深入的研究，本简述了近期对MgB2基超导材料的研究进展，介绍了近期主要有关MgB2基超导材料电子结构研究和应用开发的工作。着重叙述了关于基超导机制的研究。     

制备高铅量铋系超导体的新方法

高T_c Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体的发现,引起了研究超导材料工作者的极大兴趣,这不仅是因为它不合稀有贵重金属,制材原料便宜,同时,有多种不同名义成分的铋系超导体零电阻温度T_(co)都高于78K,蕴含着宽广的开发研究前景。 在2223相铋系中以约0.35mol的铅置换铋,很易得到108K的超导体,如果以部分氟     

(BiPb)-Sr-(CaCd)-Cu-O系的超导电性

自从Bi系超导体发现以来,人们已经确定了至少三个超导相(2201、2212、2223相),各相每半个晶胞中含1、2、3层铜氧层,其零电阻温度正比于单胞中铜氧层的数目,分别为7、85、110K。为了获得更高转变温度的超导相,中国科技大学用少量Sb替代Bi发现了零电阻温度大于132K的超导现象,此结果陆续被几个研究小组重复,有的样品甚至高于160K。但至今关于132K高温超导相的结构或形成的可能机制尚未确定。最近,我们采用直接烧