超导及超导材料的应用

超导是金属或合金在较低温度下电阻变为零的性质。自从超导发现至今,超导的研究和超导材料的研制已迅速发展。超导材料的物质结构及性质已逐渐研究清楚,超导的临界温度已从开始的几开升至一百多开,超导材料得到广泛应用,特别是高温超导材料的广泛应用将会给社会带来的巨大变革。     

发现新的铁基超导材料

<正>中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室教授陈仙辉研究组发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物(Li0.8Fe0.2)OHFe Se,其超导转变温度高达40 K(零下233.15摄氏度)以上,并确定了该新材料的晶体结构。相关成果在线发表在12月15日的《自然-材料》上。铁基高温超导体是目前凝聚态物理领域的研究热点,铁硒(Fe Se)类超导体以其诸多独特的性质被认为是研究铁基超导机理的理想材料体系。尤其是近期报道的生长于钛酸锶衬底上的铁硒单层薄膜的零电阻转变温度高达100K以上,更加激起了科学家们的浓厚兴趣。     

高T_C的超导材料

<正> 引言超导材料的临界温度 T_c 越高,其效益越大,因此,寻找高 T_c 的超导材抖是人们长期以来梦寐以求的事,经过约七十年的努力,在1973年才制备出铌三锗(Nb_3Ge),其T_c为23.2K,此后十几年几无进展.1986年瑞士科学家 Bednorz 和 Miiller 报导了 La-Ba-Cu-O 系列中可能存在高临界温度超导电性,T_c 终于突破30K.中、美、日等国科学家也在 La-Ba-Cu-O 体系超导体上获得 T_c为52K.最近各国又相继报导了 Y-Ba-Cu-O 体系超导材料,T_c 在90K 以上.本文将简要报导我们制备的 Y-Ba-Cu-O 超导材料的初步实验结果.     

直接带隙硅基超晶格Ⅵ(A)/Sim/Ⅵ(B)/Sim/Ⅵ(A)的设计

Si基光发射材料由于它具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势，是光电子集成(0EIC)工程应用的首选材料．但由于体材料Si属于间接带隙半导体，不可能成为有效的光发射体．如何设计具有直接带隙硅基材料，备受实验研究工作者和材料设计理论工作者的关注．本文介绍一种新的硅基超品格Ⅵ（A）/Sim/Ⅵ（B）/Sim/Ⅵ（A）的能带结构计算．在密度泛函理论框架内，采用混合基从头算赝势法模拟计算表明，其中Se／Si5／0／Si6／Se及Se／Si5／S／Si6／Se超晶格具有相当理想的直接带隙特征，其带隙处于红外波段．预期这类新材料及有关器件会有优越的光发射和各种光学性能，其制作也可较方便地与硅微电子工艺兼容．预计该材料在信息光电子领域将有强大的应用潜力．     

超导氧化铜理论

超导现象是1911年首先由Keike Kamer—lingh Onnes在4.2K时在汞中发现的，接着，超导在许多金属单质和化合物中被发现。1957年，Bardeen等人第一次提出超导理论，到了1986年，George Bednorz和Karl Alex对于超导理论的发展做出了巨大的贡献，将一类临界温度为35K的固体物质引入材料科学和物理科学的世界。一种新的超导材料La2CuO4,     

铁基超导材料研究进展

铁基超导体(iron-based superconductors)被认为是继铜基超导材料后的第二类高温超导家族,具有丰富的物理特性和广阔的应用前景,同时也为探究高温超导机制提供了全新的平台.利用33篇文献综述了几种典型的铁基超导体研究现状,同时简述了近期铁基超导体研究领域取得的一些进展,最后对其应用前景进行了展望.     

新型超导体材料MgB2的电子结构随压强的变化关系

根据密度泛函理论运用全势能线性muffin-tin轨道（FP－LMTO：full-potential linear-muffin-tin-orbital)方法计算了不同压强下MgB2晶格常数发生变化时的电子结构的变化情况，得出态密度的倒数与临界温度的自然对数成线性关系，符合BCS理论，从而进一步证实了MgB2的超导机制为电一声子耦合BCS机制。     

Si基光子材料的研究进展

评述了研究开发Si基光子材料的意义，简述了超晶格、能带工程和Si基层质结构的物理机制，介绍了Si基光子材料研究的进展。     

122型铁基高温超导体的研究进展

零电阻和迈斯纳效应使超导材料在许多领域都发挥着重要作用,因此超导电性100年来一直是研究的热点。本文系统总结了122型铁基超导体的研究状况,包括用化学掺杂和化学压力等不同方法获得的超导材料。此外,也总结了铁基超导线材和带材的制备,简短的介绍了目前的工艺和对未来的展望。     

铁基高温超导体超导配对对称性研究

通常情况下,两个带负电荷的电子之间由于库仑力会相互排斥.然而,在某些材料中,电子与某种激发如晶格振动的耦合能够克服库仑排斥从而表现出相互吸引并发生配对.配对电子能够在材料中没有任何阻力地运动,表现出零电阻的特性,我们称之为超导.当超导体接近磁体时,会产生涡旋电流排斥磁力线的进入,它们之间出现巨大的排斥力,甚至可以使其悬...     

超导Bi系列材料的微结构与性能关系研究

Bi 系超导材料的制备过程已为人们所掌握,但要制取高质量的单相高 T_c 相仍很困难.人们采用改变成分,获得了几乎单相的样品,但对超导材料的超微结构与性能的关系仍很少进行研究.为此,笔者采用不同配比制成不同性能的超导材料,对结构及性能关系进行研究,然后利用结构性能关系找出比较理想的配比.用 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_2Cu_3O_y(x=0、0.2、0.4、0.6、)A 组样品及 Bi_(2-x)Pb_xSr_2Ca_4Cu_5O_y     

FeNiPB(Cu,Nb)纳米晶软磁材料的研究

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜及场发射扫描子显微镜并借助X－ray衍射仪分析研究了Fe基纲米晶软磁材料，结果表明：用机械合金化法可以合成FeNiPB(Cu,Nb）非晶合金，非晶粉末经晶化处理可以得到FeNiPB(Cu,Nb）纳米晶组织。     

6-亚甲基醋酸孕酮的晶体结构表征

利用现代光谱学分析技术的NMR谱、IR谱、UV谱、MS谱、TLC谱和元素分析等对甾体药物中间体6-亚甲基醋酸孕酮的结构进行分析,着重用单晶X-衍射技术对6-亚甲基醋酸孕酮的晶体进行解析,确定6-亚甲基醋酸孕酮分子的构型和构象。6-亚甲基醋酸孕酮晶体属于单斜晶系,P2(1)空间群,晶胞参数a=1.123 7(14)nm,b=0.997 6(13)nm,c=1.887(2)nm,α=γ=90.00°,β=90.387°,晶胞V=2.116(5)nm3,Dc=1.207 mg/m3,单个晶胞里含有4个分子Z=4,F(000)=823。     

铁基非晶复合材料的磁学性能研究

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和负压铜模吸铸法,制备了Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(wt.%)非晶复合材料,由XRD表征试样的物相组成,采用VSM结合M-H曲线和B-H曲线分析Cr元素含量变化对非晶复合材料磁学性能的影响.结果表明:Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(x=1、2、4、6、8、10、12、13、14)试样由α-Fe相、γ-Fe相和非晶相三部分组成.Cr元素含量的增加使得合金混合焓减小而混合熵增加,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C试样中非晶相和α-Fe相的协同作用,使得试样的软磁性能最优,其矫顽力和饱和磁感应强度分别达到为16.12 A/m、5.1 T.     

Electronic structure of the iron-based superconductor LaOFeP

The recent discovery of superconductivity in the iron oxypnictide family of compounds has generated intense interest. The layered crystal structure with transition-metal ions in planar square-lattice form and the discovery of spin-density-wave order near 130 K (refs 10, 11) seem to hint at a strong similarity with the copper oxide superconductors. An important current issue is the nature of the ground state of the parent compounds. Two distinct classes of theories, distinguished by the underlying band structure, have been put forward: a local-moment antiferromagnetic ground state in the strong-coupling approach, and an itinerant ground state in the weak-coupling approach. The first approach stresses on-site correlations, proximity to a Mott-insulating state and, thus, the resemblance to the high-transition-temperature copper oxides, whereas the second approach emphasizes the itinerant-electron physics and the interplay between the competing ferromagnetic and antiferromagnetic fluctuations. The debate over the two approaches is partly due to the lack of conclusive experimental information on the electronic structures. Here we report angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) of LaOFeP (superconducting transition temperature, T(c) = 5.9 K), the first-reported iron-based superconductor. Our results favour the itinerant ground state, albeit with band renormalization. In addition, our data reveal important differences between these and copper-based superconductors.     

铁基形状记忆合金防松螺母研究

提出利用功能材料-铁基形状记忆合金来研制防松螺母,并对所研制的防松螺母进行试验研究,通过试验测试发现该螺母具有较好的防松性能,此外,对该新型螺母的重复使用性能进行了分析和试验测试,试验结果表明,通过控制恢复退火温度,能实现防松螺母的重复使用。     

新型复合功能晶体Nd:YCOB的非线性光学研究

系统地计算了Nd:YCOB晶体对于1 064 nm的倍频(SHG)、1 061 nm的自倍频(SFD)和808 nm与1 061 nm的自和频(SSFM)时的最佳相位匹配方向和相关非线性系数,结果显示YCOB对1 064 nm的SHG、THGⅠ类相位匹配下的最佳方向不在主平面而是分别位于(θ=66.5°,Φ=143.5°)、(θ=108°,Φ=76.18°)或等价方向(θ=72°,Φ=103.9°),deff分别为0.561 pm/V、deff=0.431 7 pm/V,Ⅱ类条件下的SHG最佳匹配方向为(θ=86°,Φ=73.6°),deff为0.217 pm/V;对Nd:YCOB的1 061 nm的SFD和SSFMⅠ类条件下的相位匹配方向分别位于(θ=66,°Φ=143.3°)和(θ=64,°Φ=133.9°),相应的有效非线性光学系数deff分别为1.004 pm/V和0.894 8 pm/V.     

Fe基合金带表面抛光工艺研究

利用磁力显微镜(MFM)观测了经机械抛光、电解抛光、机械兼化学腐蚀抛光的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金带表面结构,研究了MEP法处理样品表面粗糙度和腐蚀时间之间关系,基于MFM对材料表面结构的要求,实验结果表明Fe基合金表面最佳抛光工艺为:在30℃恒温下将MEP法处理样品投于浓度为36%~38%盐酸溶液中腐蚀15min。     

牡丹酚缩乙醇胺的晶体结构及抗菌活性研究

以中药材牡丹皮为原料,用水蒸气蒸馏法提取牡丹酚,将牡丹酚纯化精制后在70℃的乙醇介质中与乙醇胺发生缩合反应生成牡丹酚缩乙醇胺,其产率高达80.5%。用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、质谱(MS)、核磁共振谱(NMR)以及元素分析等来表征其结构,并用单晶X-衍射技术测定其晶体结构。该化合物为单斜晶系,空间群为P2(1),晶体学参数:a=0.637 9(9)nm,b=0.628 9(9)nm,c=2.663(4)nm,α=90.0°,β=90.188°,γ=90°,V=1.068(3)nm3,Dc=1.310 g/cm3,F(000)=450,Z=4,R1=0.044,wR2=0.128 2,R(int)=0.020 5。对牡丹酚和牡丹酚缩乙醇胺选用6种细菌和1种酵母菌进行抗菌活性研究,测定其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),结果表明牡丹酚和牡丹酚缩乙醇胺对测试菌株均有抑制和灭活作用,牡丹酚缩乙醇胺对伤寒沙门菌50127株和枯草芽胞杆菌CMCC63501株表现得更为显著。     

X射线衍射技术对环氧黄体酮单晶结构的解析

通过核磁共振谱、红外光谱、紫外光谱、质谱、薄层色谱以及元素分析等光谱学分析技术对环氧黄体酮的结构进行综合表征,并用X射线单晶衍射技术对环氧黄体酮的晶体结构进行解析,确定环氧黄体酮分子的构型和构象。环氧黄体酮晶体属于orthorhombic晶系,P212121空间群,其晶胞参数a=0.741 345(14)nm,b=1.384 5(3)nm,c=1.727 6(3)nm,α=β=γ=90.00°,晶胞体积V=1.773 2(6)nm3,Dc=1.230 mg/m3,每个晶胞中含有4个分子Z=4,F(000)=712。