近零折射率区超导/介质双层结构的Goos-H?nchen位移

含超导材料的分层纳米结构在诸多领域中有着重要应用。在近零折射率区,理论研究了由超导材料和电介质材料构成的双层结构的Goos-H?nchen(GH)位移。研究表明,超导材料和电介质材料的相对位置对GH位移有很大影响。当入射光掠入射时,GH位移随着入射角的增大而急剧增大。当S波入射时,GH位移随入射角变化的规律较为简单;当P波入射时,GH位移和阈值波长有关。阈值波长定义为超导材料折射率的实部和虚部均为零时的波长,以阈值波长作为分界波长时,GH位移表现出不同的变化规律。研究结果可为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供参考。     

钇钡铜氧高T_c超导体的实验研究

对(Y+Ba):Cu为1～2的Y-Ba-Cu-O系列超导材料进行了广泛的实验研究.发现在这一实验范围内Y为15%～40%的任一配比经过通氧烧结后都是欠氧、超导的.观察了不同名义成分的超导体结构,发现它们都含有YBa_2Cu_3O_7的简单正交结构超导相(A相),而差异则体现在另一相(B相)的组分中,即后者似乎起了“吸杂中心”的作用.当Y的含量过多时,在B相上还会发现由Y_2O_3小粒子组成的C相.这些结果可用以解释一系列的实验现象.     

从一个佯谬到一个超导新效应的发现

存在两条超导线，线2的半径是线1的两倍。同种材料，因而它们具有相同的临界电流密度JC和临界磁场BC。现在将两条超导线都通以密度为Jc的超导电流，设它们在两条导线表面产生的磁场为Bc1和Bc2，因为是相同的材料，应该有Bc1=Bc2，但是根据载流导线产生的磁场的计算，我们可以立刻得到Bc1／Bc2=2，这就产生了佯谬(翟氏佯谬)。这个佯谬也可以从另一个角度表述为：对任何一种超导导线，存在一个临界半径，当线的半径超过这个值时，即使超导线的半径再增加，它所能承载的最大超导电流也不能再增大了。显然，这与人们的日常经验与概念相矛盾，也与西尔斯比定则不相符合。对上面佯谬的解答中导致了一个新的超导效应的发现。我们将从精简的理论给出解释，并引用实验结果。     

宇宙弦中超导电流的磁效应

本文研究了宇宙弦中超导电流的磁效应以及度规函数和超导电流之间的关系。研究表明:超导宇宙弦外部时空相当于一种磁化率为μ(r)的磁介质;当光线经过超导宇宙弦时,产生偏折。同时,在弱场近似下,也讨论了超导宇宙弦的引力场度规和当光线经过宇宙弦时所产生的偏折角。     

洛伦兹力的相对论解释

用狭义相对论讨论运动电荷之间的相互作用时，可以推导出洛伦兹力的表达式.并且可以看到电力(库仑力)与速度无关，磁力与速度有关，因而磁力是一种相对论效应..     

稀土与超导

超导——是当今世界科技界最热门的一个话题。近期高临界温度超导材料的重大突破,预示着一场新的世界工业革命的到来。而对稀土,人们却较为陌生。要知道,新涌现的在液氮温区成为超导体的,主要就是用稀土氧化物制得的材料。所谓稀土,就是钪、钇及十五个镧系金属的总称。它们与超导结下不解之缘,还是最近一年的事。 稀土超导材料的崛起     

从头计算确定FeAs超导层能够作为锂离子电池的新型负极材料（英文）

通过第一性原理计算发现这些传统的铁基超导层状材料(Fe As)不仅十分适合作为锂离子电池负极,同时它们还具有1 044 mA h/g的高理论容量,几乎是传统石墨负极材料的三倍容量.计算证实,在第一次充电过程中,Li/Fe As将首先通过两步转换反应形成最终产物Li3As和Fe.在接下来的放-充电过程中则主要通过As和锂离子之间的合金化反应来实现电池的可持续充放电,其电化学平台分别为0.77 V和1.66 V,这与硅负极材料的合金化反应机理十分类似.鉴于这类材料高的能量密度及好的动力学性能,我们有理由相信铁基超导层状材料可以作为一种复杂功能化的电极材料而应用于未来的电池储能系统.     

超导电磁推进船首航成功

采用强磁力超导电磁铁的直流电机和电车等组成的,划时代超导电磁推进船在日本神户商船大学进行航行试验,并首次获得成功。因为不用发动机和螺旋浆,所以没有振动们骚音进退操作迅速而简单,并在理论上远远超过以前用螺旋浆推进器100海里(时速185公里)界限,在海水直接导电的情况     

超导体化学

自发现汞的超导性以来,到现在已发现了一千多种超导材料。但是具有实用价值的只是那些临界值较高的超导材料。按其组成和结构可分类为:元素超导体、合金超导材料,化合物超导材料,非晶质超导材料及有机超导材料。本文重点讨论这些材料的开发状况及其合成方法。     

同GL参量(K_i)的叠层超导体系统的第三临界场

本文用带电粒子在磁场中运动的 Landau 理论和 GL 超导电性理论相结合[1—5],计算了由不同 GL 参量(K_i)相区别的、堆积在大块超导填底(K_2)上的(1)薄的(K_1)和(2)厚的(K_i)膜的两种极限情况系统的第三临界场 Hc_3,以及(3)三薄层超导膜系统(K_1—K_2—K_1)的临界场 H_K。结果表明,在情形(1)中,当 K=K_1/K_2=1时,Hc_3与半无限空间样品的 H°c_3相一致。当 K≥1时,Hc_3≥H°c_3:而当 K≤时,Hc_3≤H°c_3。在情形(2)中,当 K=1或 K_1层厚 d→∞时,则 Hc_3=H°c_3。当K≤1时,Hc_3≥H°c_3。当 K≤1时,Hc_3≥H°c_3。所得的这些结果对实验结果作了分析。在情形(3)中,当 K≥1时,H_K＝K°,H_(K°K)是同厚度单层薄膜的临界场。当 K≤1时,H_K=3K°_K;而当 K≤1时,H_K≤H°_K:当 K<<1时,则 H_K 随 K~(1/2)而变化。当 K=1时,K_K=H°_K。与 Ginzberg 的结果一致。     

不同GL参量(k_i)的叠层超导体系统的第三临界场

本文用带电粒子在磁场中运动的Landau理论和GL超导电性理论相结合,计算了由不同GL参量(K_i)相区别的、堆积在大块超导填底(K_2)上的(1)薄的(K_1)和(2)厚的(K_1)膜的两种极限情况系统的第三临界场Hc_3,以及(3)三薄层超导膜系统(K_1—K_2—K_1)的临界场H_k。结果表明,在情形(1)中,当K=K_1/K_2=1时,Hc_3与半无限空间样品的H°c_3相一致。当K1时,Hc_3H°c_3;而当K时,Hc_3H°c_3。在情形(2)中,当K=1或K_1层厚d→∞时,则Hc_3=H°c_3。当K1时,Hc_3H°c_3。当K1时,Hc_3H°c_3。所得的这些结果对实验结果作了分析。在情形(3)中,当K1时,H_KK°,H_(K°K)是同厚度单层薄膜的临界场。当K>>1时,H_K=3K°K;而当K1时,H_KH°K;当k<<1时,则H_K随√K而变化。当K=1时,K_K=H°_K。与Ginzberg的结果一致。     

谈大学材料科学的专业体制与课程结构

超导已成为世界性的热门课题。作为全美最高理工学府的麻省理工学院(MIT)当然不会落后。MIT在超导村料的应用研究上首先打开突破口的是材料系冶金专业几位教授组成的科研组。当我与一位刚来MIT进修物理的中国学者谈起此事时,他异常吃惊。按中国学术界的传统看法是:超导研究是物理界的事,隔行如隔山,搞冶金的人怎能插手呢?岂不是外行顶内行吗?其实这是一种早已陈旧的观点,它渊源于50年代的苏联模式,但至今在国内学术界仍甚有影响。先从对“专业”的理解谈起。一次,听说一位同事的儿子在二次     

美科学界要求制定国家超导计划

美国研究人员认为,最近在超导研究中的突破可能会导致一场新的工业革命,甚至会超过当年晶体管对社会的冲击。国际商用机器公司用新超导材料薄膜制成第一台超导量子干涉仪,并采用一种新技术将超导材料喷涂到各种材料表面,但要加工成可使用的各种形状的材料,还需做大量工作。     

组分简单环境友好的铜基高温超导材料:“铜系”

铜基高温超导材料是目前唯一能在常压环境实现液氮温区超导的物质,对其深入认识入选Science发布的125个重大科学问题之一,具有重要的科学价值和巨大的应用开发前景.为了合成铜基超导材料,通常需要引入重金属元素如稀土、Bi、Tl和Hg等昂贵、易挥发或有毒元素以稳定基本结构,这些体系相应称为"钇系"、"铋系"、"铊(汞)系"铜基超导材料.探索组分简单环境友好且在液氮温区超导性能优良的新体系,是超导新材料研发的前沿和重大挑战.本文基于铜基超导材料结构特点,通过介绍运用高压高温合成技术研制钙钛矿型功能材料的优势,重点讨论作者参与设计发现的Cu12(n–1)n(简称"铜系")铜基超导材料体系."铜系"只含铜和碱土氧化物,这是构成铜基超导材料最简单的成分,组分经济环境友好.如同人造金刚石一样,"铜系"块体材料虽然需高压高温合成,但在常压条件能够保持结构稳定,本文讨论的性能都是常压条件测量."铜系"具有独特的全钙钛矿型构型,呈现强的层间耦合,常压超导特性优良:(1)起始超导转变温度(T_c )可达120 K以上,高于"铋系"超导材料,仅次于常压T_c 最高的铜基Hg1223超导体;(2)在液氮温区临界电流密度特性优于"铋系"铜基超导材料,可媲美综合性能最好的"钇系"铜基超导材料,(3)成分只有碱土和铜氧化物,环境友好不含有毒元素,且在空气环境中可保持性能长期稳定.     

BaPb_(0.75)Bi_(0.25)O_3交流互感的测量(英文)

本文主要描述了怎样通对超导粉末材料BaPb_(0.75)Bi_(0.25)O_3交流互感的测量获得它的临界温度（T_c）。将样品放到磁场中,当磁场改变时,其监界温度T_c也随着变化。     

近零介电常数区超导界面的古斯-汉欣位移

对相同的结构,构造材料的光学特性不同,古斯-汉欣(Goos-H?nchen,GH)位移也会不同。在近零介电常数区,对介质-超导界面上反射光的GH位移进行了理论研究。结果表明,GH位移与超导材料介电常数为零时的波长(定义为阈值波长)相关。当入射光波长小于阈值波长时,不同偏振态的入射光的GH位移随入射角和介质折射率的变化规律基本相同。当入射光波长大于阈值波长,对s波,GH位移为正值,而对p波,GH位移为负值。当以阈值波长入射,除了在以接近0°的小角度入射时,GH位移基本保持为某一常数,不随入射角的改变而变化。零折射率材料在光子学领域具有广泛的应用,计算结果为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供了参考。     

Fe掺杂对YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)超导体表面XPS的影响

本文对合成出的单相YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7 σ)系列样品的晶体结构、电阻特性及磁化特性进行了测量。结果表明,Fe掺杂的系列样品,当x增加时,经历了由正交到四方,超导到非超导,抗磁性至铁磁性的变化。经对样品的XPS分析可见,Ba_(34)_(5/2)和O_(1s)的低结合能峰与晶体结构和超导特性有关,而且它们的相对强度随x变化呈有规律的相似变化趋势,从XPS上未直接观察到Cu~(3+);Fe的高价态含量随x的增加略有增加。     

几种杂环与芳环半导体高聚物的电子结构

用自洽场晶体轨道方法,在能量梯度优化单胞所得几何构型的基础上,研究了3种含硫(或氮)杂环与芳环共聚的高聚物半导体材料的电子结构.由于这些高聚物中杂环与芳环的非共面性,使得它们的能带结构中带宽较窄,带隔较大,在未掺杂时为绝缘体物质.但它们的电离势大小与聚乙炔相应值接近,故是较好的P型半导体材料.     

络合法制备YBa_2Cu_3O_(7-y)超导材料

用络合法制备出单相的YBa_2Cu_3O_(7-y)超导材料,分别用X—射线衍射仪和化学分析法测定了超导样品的晶体结构及化学组成,研究了不同温度等条件下超导样品的性能和化学稳定性。     

有关超导的问答

问:什么叫超导和超导体?答:导体在通电时,电子流动中,碰到晶体点阵等,会受到阻力。这就是电阻。但是在一定条件下,有些导体材料的电阻会完全消失,这种电阻为零的现象就叫超导电性,简称超导。这时的导体也由正常态变成超导态。具有这种性质的导电材料就叫超导体。现已知道许多金属(如甸铟、锡、铅、铝、钽、铌等)、合金(如铌-锆、铌-钛等)和化合物(如 Nb_3Sn、Kb_3Al 等)以及各种氧化物,甚至是有机材料都可成为超导体。据专家们估计,超导材料大约有5000多种之