不同场冷高度对永磁体组合和超导体间电磁作用力的影响

阐述了永磁体与超导体间电磁作用力(悬浮力或吸引力)受永磁体磁场分布和超导体性能等的影响。研究了不同场冷高度对永磁体组合和超导体间电磁作用力的影响,利用永磁体组合和超导体,在77 K温度下测量了二者之间的电磁作用力,场冷高度Zfc分别为60、50、40、30、20、10、5、3、2 mm。结果表明:场冷高度Zfc从60 mm减小到2 mm时最大悬浮力Fmlf从22.3 N减小到7.3 N,最大吸引力Fmaf从0.12 N增加到4.37 N,悬浮力刚度随场冷高度的减小而增大;最大悬浮力在场冷高度60～10 mm缓慢减小,10 mm以下迅速减小;最大吸引力绝对值在场冷高度60～10 mm缓慢增大,10 mm以下迅速增大。     

铜氧化物高温超导体的元素掺杂效应

简要介绍高温超导体的发展以及研究状况.实验显示,可用正电子湮没参数来表征元素掺杂对超导体的超导转变温度、结构缺陷和相变的影响.表明了正电子湮没技术是研究铜氧化物高温超导体的元素掺杂效应的有效手段.     

GM制冷机环境下高温超导体的失超行为

对高温超导体Bi2223/Ag带材在GM制冷机工作环境(30~70 K)下的失超行为进行了实验研究.建立一套GM制冷机条件下超导体失超传播特性的测试装置,使用LabVIEW语言编写了实验测试系统的控制程序,对高温超导体在不同工作条件下的失超传播速度进行测量.失超传播速度随温度的升高而加快,随电流的增加而增大.温度越高,电流越大,超导稳定性越差,失超传播越容易产生,实验结果符合理论分析.     

铜氧化物高温超导体电子结构和超导机理的角分辨光电子能谱研究

与单质金属或者合金为代表的常规超导体不同,以铜氧化合物高温超导体为代表的非常规超导体的超导机理超出了BCS理论的解释范畴,已经成为凝聚态物理领域的重大科学问题.角分辨光电子能谱技术以其独特的电子能量/动量分辨的优势,在铜氧化物高温超导体的能带结构、能隙行为、多体相互作用等相关物理和超导机理的研究方面发挥着重要作用.角分辨光电子能谱实验技术的提高和数据分析方法的发展,不仅丰富了铜氧化物超导体的电子相图,并且不断加深了人们对其内在物理本质的认知.本文总结了近年来角分辨光电子能谱技术的最新进展,并集中讨论了其在铜氧化物高温超导体研究中对能带结构演化、超导能隙行为和电子-声子相互作用等方面取得的最新研究进展,最后介绍了使用Eliashberg函数数值分析研究高温超导体超导机理的方法.     

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...     

超导体的导畴模型

本文提出超导体的导畴模型。在一些金属和化合物中存在着电子对波相位相干的小区域,即导畴。当温度低于超导转变温度时,这些小区域连接起来,形成超导体。超导电子对是电磁相互作用形成的部分束缚对,它们能随导畴的振动而振动。产生导畴内部电子耐波的相位相干由相干性引出孤波和约瑟夫森效应,证明理想导电性和迈斯纳效应的存在。本文还较好地解释了晶格振动对低温超导体和高温超导体的不同影响。     

永磁体与超导体之间水平间距对磁悬浮力的影响

研究了长方体永磁体与超导体之间不同水平间距对磁悬浮力的影响,当长方体永磁体与超导体之间处于5个不同水平间距时,永磁体组合和长方体永磁体在竖直方向往返运动一次测量磁悬浮力.结果表明,长方体永磁体与超导体之间水平间距从10mm减小到2mm时,最大磁悬浮力从92.3N减小到10.5N,衰减为原来的11.4%.这与永磁体磁场分布和超导体捕获磁通紧密相关,对磁悬浮应用系统设计提供一些可参考的实验依据.     

悬浮MTG－YBCO样品的共振振荡

报道了各向异性高温超导体在非均匀磁场中水平振动和垂直振动的稳定性．测量了不同外力振幅下悬浮高温超导体的振荡幅度，首次观察到悬浮超导体在外力频率为２０～４０ＨＺ时出现共振振荡，并用通常的振荡理论分析了本系统的行为．     

悬浮MTG—YBCO样品的共振振荡

报道了各向异性高温超导体在非均匀磁场中水平振动和垂直振动和稳定性，测量了不同我力振幅下悬浮高温超导体的振荡幅度，首次观察到悬浮超导体在外力频率为２０－４０ＨＺ时出现共振振荡，并用通常的振荡理论分析了体系统的行为。     

方形永磁体组态形式对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

研究了方形永磁体组态形式对超导磁悬浮力的影响.当方形永磁体处于10种不同的组态形式时,永磁体和组合磁体在竖直方向往返运动一次测量磁悬浮力.结果表明,组合磁体与超导体间的磁悬浮力在超导体所覆盖有效范围内主要依赖于组合磁体中磁极数量、磁场梯度和组合磁体作用于超导体的有效面积.不同数量的磁极会在超导体中产生个数不同的感应环流,磁极数量决定了感应环流的半径,磁极数越少感应环流半径越大.在组合磁体中小永磁体数量相同的情况下,磁极数最少的组合磁体所产生的磁悬浮力最大,相反,磁极数最多的组合磁体所产生的吸引力最大.     

铁基超导体磁激发的共振非弹性X射线散射研究

在铁基超导材料中,超导电性通常起源于对反铁磁母体的载流子掺杂.随着掺杂量的增加,反铁磁长程序逐渐被抑制,超导出现并在反铁磁序消失的边缘达到最佳Tc.在最佳和过掺杂区域,虽然已经不存在任何反铁磁长程序,但仍然存在很强的反铁磁涨落.在铜氧化物和铁基高温超导体中,很多实验证据表明自旋为1的反铁磁涨落极有可能是超导电子配对的媒介,而驱动这一配对的则是电子间的反铁磁关联.因此,从实验上研究铁基超导体的磁激发谱及其对掺杂的依赖关系,获得反铁磁关联能等信息,对理解铁基超导的微观机制至关重要.在过去十几年中,非弹性中子散射(Inelastic Neutron Scattering, INS)在测定铁基超导材料中的磁激发方面发挥了主导作用.在过去十年中,共振非弹性X射线散射(Resonant Inelastic X-ray Scattering, RIXS),作为一种可以测量过渡族金属化合物中磁激发的实验技术,被用于铁基超导体中磁激发及其演化的研究.由于RIXS具有元素敏感、价态敏感、光通量高等优点,在铁基超导材料磁激发的相关研究中,发挥了独特的作用.本文从RIXS的特点出发,回顾了铁基超导体中磁激发的...     

Bi系高温超导体低温红外吸收谱特征峰分析

本文分析了Bi系高温超导体低温红外吸收光谱中位于1265cm-1处的红外吸收峰．着重分析了该吸收峰强度的变化特点及其与超导体内部微观结构的联系．分析表明该吸收峰与Cu－O键的伸缩振动有关,该吸收峰的强度随温度的变化与Bi系高温超导体内载流子与声子的耦合作用密切相关．此外,该吸收峰的强度与Bi系高温超导体的超导特性有联系．     

俄罗斯和美国科学家研制出汞高温超导体

据英国《新科学家》杂志1993年8月21日报道,1993年3月一位俄罗斯科学家研制出一种以汞为基的新型高温超导体。不久,一个美国科学家小组发现,在这种高温超导体中,汞高温超导体具有独特的性能,即容易加工,从而使它具有很大的商业吸引力。大多数以钇和铋为基的高温超导体的性能取决于其中的粒子是怎样排列的。因此,为了得到最佳性能,必须使所有的粒子指向相同的方向,这就使制造工艺难度大而费用昂贵。例如,铋基超导体通常要用复杂的轧制、拉制和热处理进行生产,这就限制了超导体能够生产的形状。但美国伊利诺伊大学和阿贡国家实验室的詹尼弗·刘易斯和他的同事们发现,汞高温超导体的     

FeAs基超导体的超快光谱研究

铁基超导体作为第二个被发现的高温超导体家族,其超导机理无疑是现代物理学中最引人注目的物理问题之一.从凝聚态的角度上看,铁基超导体丰富的有序态主要源于微观自由度,如电荷、轨道、自旋和晶格之间的相互作用演绎而来.近年来,随着飞秒激光技术的飞速发展,超快光谱成为了直接探测材料宏观物理量的微观机制及各种微观自由度之间相互作用的有力工具之一,并广泛应用于铁基超导体研究.本文回顾了FeAs基超导体最近的超快光谱研究,其中包括对能隙函数的探讨、在时域内区分各种有序相及这些相与超导序之间的关系以及相干声子在超导配对中的作用等方面的进展.     

高温超导体热稳定性的数值仿真及实验

超导体的最小触发能量(MQE)和最小传播电流(I_(min))是描述超导体稳定性和自我保护能力的两个重要参数.应用有限元方法(FEM)对高温超导体Bi2223/Ag带材的热稳定性进行了数值仿真,并与实验进行了对比.研究表明,通过建立合适的热分析模型,用计算机能够方便地模拟出超导体在失超过程中由超导态转变到正常态的温度变化过程,进而估算出最小触发能量和最小传播电流,结果发现数值仿真与实验结果基本一致.这对高温超导体的实际应用有重要的理论意义和参考价值.     

美国海军正在试验第一个有高温超导体的声纳

据英国《新科学家》杂志1993年8月28日报道,美国马塞诸塞州斯特伯勒的超导体公司和康涅狄格州美国海军水下作战中心已完成了一个装有铋锶铜氧化物高温超导体的实验性声纳系统。这种高温超导体的临界超导温度为73K(—200℃)。美国的这个实验性声纳系统,是一种把电能转变成声音的声发射器,用于探测浅海。该声发射器的成本为80万美元。它有一个用超导体制成的线圈,线圈在通过交流电时产生磁场。在线圈内有一个铽镝芯棒,这种稀土元素制成的芯棒是一种磁致伸缩材料,其长度随磁场的变化而变化。铽镝芯棒和浸在海水中的柱塞相连,芯棒伸长时带动柱塞运动产生声波。美国海军已成功地在30米深的试验湖中对这种声纳系统进行了试验。     

铜氧化物超导体中压致超导-绝缘体量子相变

按照固体能带理论,固体的导电性质通常是由其能带结构所决定的.对于具有能隙的绝缘体或半导体,在压力的作用下其能带的展宽可以使能隙闭合,从而使系统发生绝缘体-金属相变,甚至在低温下呈现出超导电性.这种绝缘体-金属相变被称为“威尔森相变”.而“反威尔森相变”,即在压力的作用下产生金属(或超导体)-绝缘体转变是经典理论不能预测或解释的问题.本文将主要介绍最近在空穴掺杂铋系铜氧化物高温超导体中发现的压力导致的超导-绝缘体量子相变,并对其形成机制和生成绝缘相的性质进行了简要讨论.新发现的铜氧化物高温超导体中压致超导-绝缘体量子相变不仅提供了一个强关联电子系统在压力下产生奇异量子态的新范例,也说明了超导与其紧邻量子态在压力调制参量作用下所表现出的“同源性”,这为深刻理解强关联电子系统中超导态与其他各种量子态之间的关系提供了新的实验依据.此外,分析了这种超导-绝缘体量子相变的普适性,并提出了在此方面开展进一步研究的一些关键问题.作者希望通过本文的介绍能使读者对铜氧化物高温超导体中高压导致的超导-绝缘体相变实验研究方面的新进展和其可能存在的普适意义有所了解,同时希望能对高温超导机理的深入理解及为最终高温...     

高温超导悬浮系统的磁刚度研究

基于Ampère环路定律和Bean临界态模型,通过分析超导体内部屏蔽电流穿透深度的变化,考虑高温超导悬浮系统的强磁滞特性和磁化历史,讨论了系统的磁刚度.针对实验和计算方法中与磁刚度密切相关的小滞回距离选取标准展开讨论,给出了合理的小滞回距离范围;指出磁刚度曲线具有明显的滞回性质,这主要源于超导悬浮系统的磁滞特性;详细讨论系统物理与几何参数(如临界电流密度、超导体厚度和半径等)对磁刚度的影响.计算结果可以为高温超导悬浮系统的稳定性设计提供有效可行的方法和参考依据.     

长盛不衰的超导研究

 新年刚刚开始,中国超导界就迎来了喜讯。中国科学院物理研究所研究员、中国科学院院士赵忠贤以其在钇钡铜氧的发现和铁基超导体等方面的突出贡献获得了国家科技成就奖。赵忠贤院士获奖是对他几十年来在高温超导体研究中孜孜以求、不断求索的认可,是实至名归。     

增加Bi系超导体高T_c相含量的研究

朱经武和Maeda等在BSCCO体系中发现具有120K转变的高T_c相存在。他们的工作是在Michel等人发现BSCO在7～22K呈超导状态的基础上将Ca加入该体系而得到的。但朱经武等人的工作只在Bi系超导体中有110K相存在,并没有制备出110K零电阻温度的高温超导体。Green等人在朱经武等人工作的基础上用Pb来部分替代