YBa2Cu3O7-δ 微桥中的准粒子注入

对₂Cu₃O_7-δ(YBCO)微桥中准粒子注入进行了讨论, 利用几种注入模型, 演示了准粒子注入效应、电流叠加效应和热效应, 得到了准粒子注入下的电流增益及其与温度的关系, 对YBCO的超导微桥的临界电流实现了压缩, 并提出了一种新的注入模型.     

磁暴环电流形成过程

利用三维试验粒子轨道计算法, 以强的行星际磁场南向分量驱动的对流电场作为磁暴的主要起因, 研究了大磁暴期间环电流离子的注入过程和对称环电流的形成机制. 本文主要关心大磁暴环电流中的氧离子成分. 计算结果揭示了磁暴环电流形成过程中部分注入粒子轨道具有混沌特征. 特别是证明了粒子由磁尾向内磁层的注入过程中产生的屏蔽电场可使开放轨道转变成闭合轨道, 因而是闭合环电流形成的重要机制. 进一步证明了注入粒子可以得到有效的加速, 加速时间约为1~3小时.     

多层交替沉积后退火处理MgB2超导薄膜上约瑟夫森结的制备

在多层交替(SiC/[Mg/B]5)沉积后退火处理的MgB2薄膜上用紫外光刻和Ar离子刻蚀制作出SQUID环路膜条,然后用聚焦离子束(FIB)刻蚀方法在SQUID的环路上制作了150～300nm之间不同尺寸的纳米微桥结构,并测量了其电阻温度(R-T)曲线和电流电压(I-V)曲线.膜条的R-T曲线与薄膜基本相同,表明薄膜没有受到膜条制备过程中潮湿的影响.对SQUID的R-T关系测量发现电阻有较大升高,并看到由纳米微桥的存在而具有的结构.SQUID的I-V曲线表明,纳米微桥形成了弱连接,超流主要体现为约瑟夫森耦合电流.其中一个150nm宽纳米微桥的SQUID,其回滞消失的温度约为10K,在此温度下,得到临界电流Ic约为4.5mA,IcRN～2.25mV,单个纳米微桥结的临界电流密度约为1.5×107A/cm2.临界电流Ic随温度以幂指数关系变化,也验证了纳米微桥的弱连接特性.我们的实验对基于MgB2薄膜的约瑟夫森器件制备具有参考价值.     

MHD模拟磁尾横断面结构与太阳风粒子注入机制

基于全球三维磁层MHD（Magnetohydrodynamics）模拟模型, 研究了行星际磁场（Interplanetary Magnetic Field, IMF）北向与南向时磁尾横断面（X=?18 R_E）的结构及等离子片的粒子注入机制. 模拟结果很好地符合一些已知的观测数据和经验模型. 从向阳面磁层顶IMF及重联后磁力线尾向运动过程的角度, 对磁尾横断面粒子热压力分布、磁力线投影、等离子片或电流片旋转、粒子流场分布等结构进行了合理的解释. 根据模拟得到的磁尾横断面结构, 及IMF北向与南向时磁力线投影显著不同的位形, 可以通过E×B漂移很好地说明不同IMF条件下, 太阳风粒子对磁尾等离子片的不同注入特性. 另外, 还通过磁尾横断面磁场梯度的计算, 说明了太阳风向等离子片粒子注入的晨-昏不对称性.     

冰纳米晶体热力学参量的尺度和维度效应

虽然冰的熔化是最常见的相变过程,但是对于(预)熔化和准液态表面层仍然存在许多争议,而且关于冰纳米晶体热力学参量与其尺度和维度之间关系的研究也很少.本文拓展建立了可描述氢键结合的冰纳米晶体熔化温度、预熔化温度和熔化焓的尺度和维度效应的理论模型.根据模型,上述热力学参量都随着尺度和维度的增加而增加,同时还发现预熔化温度和熔化温度具有几乎相同的尺度效应.模型对冰纳米粒子和纳米线的上述热力学参量尺度和维度效应的预测与相应的分子动力学模拟和实验结果相吻合,从而可以从理论上确定准液态层厚度.研究表明,准液态层厚度并不是恒定不变而是随着尺度的增加而缓慢增大,这也就是不同的研究报道中会出现不同准液态层厚度的原因.     

激子态和电荷转移态共存的聚合物发光器件中单重态与三重态之间的自旋混合过程

在poly[{9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluorenylene)-alto-co-(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene}](PFOPV)发光材料中同时存在激子态和电荷转移态的辐射退激过程.本文制备了基于PFOPV的发光器件,并以发光和电流的磁场效应为手段研究了这2种发光过程的微观差异.实验发现,在室温下,载流子注入平衡器件的磁电致发光表现为负效应,而非平衡器件的磁电致发光表现正效应;低温下,平衡器件的磁电致发光会随着注入电流的增加出现由负到正的转变,但磁电导却始终呈现为负值.磁效应与载流子注入情况、温度和注入电流的这些依赖关系可归结为两发光过程在器件中相互竞争的结果.分析表明两过程磁效应的差异是由超精细相互作用诱导的系间窜越和反系间窜越作用共同引起的.本研究工作证明了电荷转移态对提高荧光有机发光器件的发光效率具有重要的参考价值.     

制备大尺寸单畴YBCO超导块材的新方法

顶部籽晶熔融织构生长法(TSMTG)是制备大尺寸单畴YBCO超导块材最有效的方法之一,然而,TSMTG法却存在着样品易收缩、变形等严重问题.为了解决这一问题,人们发明了顶部籽晶熔渗生长法(TSIG).但传统的TSIG法需要制备Y2Ba Cu O5(Y211),YBa2Cu3Oy(Y123),Ba Cu O2三种粉体,不仅过程复杂、费时费力、耗能污染,且最大的缺陷是无法控制样品中的Y211粒子含量.为了解决这些技术难题,发明了一种新TSIG法,用Y2O3+1.2Ba Cu O2混合粉替代传统的Y211固相源,用Y2O3,Ba Cu O2和Cu O混合粉替代传统的(Y123+3Ba Cu O2+2Cu O)液相源.采用这种新TSIG法,成功地制备出了直径为59和93 mm的单畴YBCO超导块材.通过对采用传统和新TSIG法制备单畴YBCO超导块材的生长速率、磁悬浮力和微观结构的研究发现:(1)采用新TSIG法后,YBCO超导块材的生长速率达到传统方法的1.7倍;(2)采用新TSIG法制备的单畴YBCO超导块材的磁悬浮力比传统方法制备的样品高出65%以上;(3)采用新TSIG法制备单畴YBCO超导块材,样品中的Y211粒子平均粒径约为1μm,明显小于传统TSIG方法所制备样品的3.4μm,而且分布更合理、均匀,有效地提高了样品的磁通钉扎能力.在此基础上,制备出了目前国内最大尺寸(直径93 mm)单畴YBCO超导块材.这些结果表明,新TSIG法对于促进低成本、大尺寸、高质量单畴REBCO超导块材的产业化及其应用进程具有非常重要的指导意义和实用价值.     

谈谈超导金属中的准粒子——与郝柏林同志商榷

《自然杂志》3卷9期郝柏林同志的《谈谈统计物理学的对象和方法》一文中,在列举名目繁多的准粒子时,将“超导金属中的电子对”也误认为是一种准粒子。熟悉现代超导微观理论的人都知道,在超导体中,电子对(即所谓库柏对)恰好不是准粒子。从统计物理学的角度来看,电子对有点类似玻色-爱因斯坦凝聚     

SIS结参量放大器的模拟器研究

在超导体-绝缘体-超导体(SIS)式的隧道结中,准粒子隧道电流的电抗部分Rej_1在能隙以下随电压的增大急剧地上升,而其电阻部分Imj_1却保持为零。这样,SIS结便表现为一个理想无耗的纯电抗器件,可以用来制作参量放大器。Lee首先对这种器件的性能进行了     

超晶格YBa_2Cu_3O_7/PrBa_2/Cu_3O_7的X射线衍射研究

随着薄膜制备技术的发展,高质量的高温超导超晶格YBa_2Cu_3O_7/PrBa_2Cu_3O_7样品的获得为实验研究高温超导有关物性方面提供了其它试样所无法替代的可能性,其中一个非常有意义的特性是当一比较薄的YBCO超导层被PrBCO层隔开时,其T_c将随着非超导层PrBCO层的厚度增加而下降,据此在理论上也相应地提出了各种解释模型,诸如自旋极化模型、Kosterlitz-Thouless相变模型及最近临效应模型等.但所有这些理论模型都假设超晶格间     

低温低氧压下激光法在金属基底上沉积高温超导薄膜的缓冲层钇稳定氧化锆

制备高临界电流J_c的高温超导线材与带材是高温超导走向强电应用的重要课题.与Bi系及T1系相比,YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)的不可逆线低,在液氮温区仍有很强的钉扎力.YBa_2Cu_3O_(7-δ)已在单晶基片上生长出很高质量的薄膜,J.高达(5～6)×10~6A/cm~2.但是单晶基底对强电应用是不利的,为了使YBCO薄膜的优良性能应用于带材,必须把YBCO沉积到可弯曲并且便宜的金属基底上.为防止金属基底与YBCO之间的扩散反应,用钇稳定氧化锆(YSZ)做缓冲层.但是用这种薄膜沉积法得到的带材由于不是外延生长,J_c为 10~3～10~4A/cm~2.近来人们用离子束辅助沉积法(IBAD)在金属基底上得到具有平面内织构的YSZ缓冲层,并在其上外延生长出J_c达到 10~6A/cm~2的YBCO薄膜,这使得IBAD薄膜法成     

三重态激子浓度对激子-电荷反应中散射和解离过程的调控

制备了4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM)掺杂4,4′-N,N′-dicarbazolebiphenyl(CBP)的有机发光二极管器件,并利用有机磁电导(magneto-conductance,MC)作为一种灵敏的探测工具,研究了器件的载流子传输特性.发现器件的MC随注入电流、温度和掺杂浓度的变化呈现出正、负磁电导效应,正磁电导和负磁电导分别由三重激发态与电荷反应(triplet-charge interaction,TQI)中的散射过程与解离过程所引起.研究表明,器件中TQI的散射和解离过程共存时,注入电流、工作温度和掺杂浓度都是通过改变三重态(triplet,T)激子的浓度来调节磁电导使其发生正负转变,即T激子浓度对TQI中的散射过程和解离过程有不同的作用:T激子浓度越大,TQI中载流子的散射通道越易占主导作用,此时器件呈现出正磁电导效应;反之,T激子浓度越小,TQI中三重态激子的解离通道越易占主导作用,此时器件表现出负磁电导效应.本工作为有机磁电导效应的有效调控提供了一条新途径,也加深了对有机光电器件中电荷与激发态间相互作用的理解.     

欧洲聚变实验的真正意义——访中国托卡马克专家

欧洲联合托卡马克(JET)于1991年11月8日和11月9日进行了3次放电,在全世界点燃了一场“聚变热”。这次实验的主要参数为: 环向主磁场为2.8万高斯; 等离子体电流为3.1兆安; 辅助加热采用中性粒子注入加热,注入功率为15.2兆瓦。在上述条件下,等离子体的离子温度为16.5千电子伏,电子温度为10千电子伏。放电时间为2秒,能量约束时间为1秒;     

一种新的强子结构袋模型

强子结构模型是基本粒子理论研究中的一个很重要的课题。袋模型是这方面的一种尝试。国外这类模型无法解J/ψ新粒子族的性质。本文作者提出一个新的袋模型,它兼有国外同类模型的优点,还统一解释了普通强子与J/ψ族粒子的质量谱以及矢介子的粒子对衰变宽度。     

Bi2O3氧化物添加对YBCO超导块材性能的影响取得新进展

利用顶部籽晶熔渗工艺(TSIG)制备的YBCO超导块材,由于其性能优于传统的熔融织构工艺(TSMTG)而被广泛关注,但是这种工艺制备出的超导块材中尚存在着一些不足,从而制约着超导块材性能的进一步提高.其中最主要的原因就是超导块材中Y211粒子的颗粒基本上达到了     

含有BaO析出相的YBCO超导薄膜

人们对YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)薄膜中第二相的行为进行了广泛的研究,结果表明:第二相的形成可以对YBCO薄膜的生长机制、超导电性能产生相当大的影响.扫描电镜揭示了第二相与超导薄膜表面形貌的关系:随着薄膜中Cu/Y和Ba/Y原子比减小,YBCO薄膜的表面粗糙度增大;而增加薄膜中的Cu含量,将导致薄膜表面形成细小的第二相CuO颗粒.最近,一些研究小组在脉冲激光沉积制备的YBCO薄膜中观察到了析出相Y_2O_3,CuO,Y_2CuO_5和     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

MnS粒子对Fe-3%Si合金晶界迁移的影响

统计观察了热变形Fe-3%Si合金中MnS粒子在900℃的析出行为, 并利用过饱和固溶体中第二相粒子析出模型计算了MnS粒子的位错析出与晶界析出的相对关系; 观察和计算都表明, MnS析出以位错形核为主. 在二次再结晶过程中, 晶界上MnS析出粒子的粗化过程决定了晶界的可迁移性; 但在晶粒尺寸效应之外, 晶界两侧晶粒内位错析出MnS粒子密度的差异对晶界迁移的方向也发挥了决定性作用. 观察发现, 迁移晶界两侧晶粒内往往显示出不同的MnS粒子密度, 而晶界则倾向于向粒子密度较低的一侧迁移. 不同取向晶粒内的位错密度等因素会影响到析出粒子的密度, 高粒子密度的Goss取向晶粒易于长大.     

是否存在稳定的高原子序数原子?——狄拉克材料中的原子塌缩现象

相对论量子力学预言当原子序数超过某一特定值时,原子会发生塌缩现象.然而这一重要理论预言仍未得到实验的直接证实.狄拉克材料中的准粒子满足相对论性方程,并且体系的精细结构常数远大于真空中取值,因而可以用来探究原子塌缩现象.最近在狄拉克半金属中发现一种全新的以磁场对数为周期的磁阻振荡,表明体系中准粒子存在原子塌缩现象和伴随出现的离散标度不变性.     

YBCO块材的力学性质及其与超导电性的关系

研究高温超导体的力学性质,对其实际应用有重要的意义.YBCO的力学性质,国内外已有一些研究.我们在以前的工作中,研究了YBCO块材的形变和断裂特征,以及掺银对力学性质的影响,观察到在YBa_2Cu_3Ag_zO_(1-y)中,在掺银量x=0到1.5范围内,x=0.3为最佳,此时试样的断裂韧性、硬度和断裂强度均显著提高.但迄今国内外关于YBCO块材力