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.     

利用准分子激光制备超导薄膜

自从镧系氧化物超导陶瓷发现以来,高温超导材料及其应用的研究异常活跃。人们不仅在理论上探索其机制,而且对其实际应用尤其是在微电子学中的应用也做了大量研究,并认识到制备出性能优良的超导薄膜是高温超导材料的许多应用的先决条件。随之,各种各样制备超导薄膜的方法,如电子束多源真空蒸镀、射频溅射、磁控溅射。分子束外延生长和激光蒸镀     

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.     

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     

铋系高T_c相晶格反常行为的穆斯堡尔谱研究

一、引言 自从A15金属型超导体被发现后,人们一直在探索可能导致高温超导转变温度的超导机制。高T_c氧化物超导体Y-Ba-Cu-O、Bi-Sr-Ca-Cu-O和T1-Ba-Ca-Cu-O的相继问世,使人们对这一中心课题更加关注。为了系统地研究探讨超导机制,人们首先注意到传统超导     

YBaCuO超导薄膜90°晶畴的X射线衍射研究

高温超导体在电子学方面的实际应用主要归因于高质量超导薄膜的制备。与Bi系,TF系的薄膜相比,YBaCuO体系薄膜的性能最好。目前制膜的方法有DC磁控溅射、激光沉积、金属化学气相沉积、分子束外延和电子束蒸发等。采用前两种方法得到的Y系薄膜的临界温度和临界电流密度一般分别为90K和10~6 A/cm~2(77K)。然而,当加入一定的磁场之后,临界电流密度迅速下降,因此,高温超导材料在强电下的应用仍有一定的困难。     

不同溅射条件对超薄外延氮化铌薄膜超导性能的影响

氮化铌(NbN)由于其较高的超导转变温度、较窄的转变宽度以及良好的稳定性一直被广泛地应用于低温超导器件中.因此,生长高质量的超导Nb N薄膜是制备高性能薄膜超导器件的关键及难点.本文主要介绍了利用磁控溅射法在氧化镁(MgO)100基底上生长厚度为5 nm的超薄超导外延NbN薄膜,并系统分析了溅射参数对薄膜性能的影响.实验结果表明,在合适的氮氩比或功率下,高真空、高溅射温度、低工作气压与NbN薄膜超导转变温度成正相关.采用综合物性测量系统(physical property measurement system, PPMS)进行电学分析,所制备的NbN薄膜超导最高转变温度为12.5 K.该工作为进一步研究超薄NbN薄膜的生长提供了理论指导,也为后期在其他基底上制备NbN超导器件提供了基础.     

“螺旋林”可望揭开薄膜超导体的神秘面纱

四年前,高温超导体首次发现以后,大量的高温超导材料相继问世。然而,其中仅有一种特殊类型的材料即薄膜超导体接近于现实应用。因为薄膜超导体较之块状超导体(比如金属导线)可以携载大得多的电流,该性能可导致薄膜超导体在快速通讯系统,电子元件,跟踪大脑活性传感器以及其他领域的应用。为什么仅有薄膜材料才能携载高额电流呢?科学家认为其物理机制至今尚属“神秘莫测”。然而最近有两个科学研究小组的研究对解开这个谜产生了轰动效应。这两个小组利用扫描遂道显微镜(STM)和原子强制显微镜(AFM)作为观察原子分子图象的工具,他们通过对薄膜的观察不容置疑地发现了分布在薄膜表面的螺旋粒状的“森林”。科学家认为这些逗弄人的“螺旋林”(Spiral Forest)绝不是什么艺术制品,相     

CrAs超导体的研究和展望

重费米子超导体、铜基高温超导体和铁基高温超导体等新超导体的发现及非常规超导电性的研究一直推动着凝聚态物理学的发展.这类超导体的一个最基本特征是当长程反铁磁序被压制时会出现超导现象,而要破坏长程磁有序,除了掺杂不同元素以引入电荷载流子或者化学压力外,加压也是一种有效的调控手段.本工作在综述第一个Cr基化合物超导体CrAs的结构和基本物理性质基础上,重点介绍了通过加压CrAs的双螺旋磁性被压制,出现超导电性的衍化过程.此外也综述了CrAs的结构、磁性和超导电性等方面的后续研究工作以及其他相关新型超导体.在CrAs体系中,超导临近于双螺旋反铁磁序及出现的量子临界行为等多种实验证据表明CrAs具有非常规超导电性.CrAs超导电性的发现为探索新的非常规超导体打开了一条新路.     

《d波超导体》

作者:向涛出版:科学出版社2007年5月定价:48元《d波超导体》以高温超导体为背景写作,分析和讨论了与d波超导相关的热力学和电磁输运性质,也分析和总结了大量的高温超导实验结果.本书就是作者根     

安全的超导体

美国科学家已制成一些新型的高温超导体,这可能导致比现今制成的优质超导体的毒性小得多的材料的开发。新材料的超导转变温度达到122°K(—151℃),几乎同至今达到的任何转变温度一样高。以前开发的超导材料是由铊、钡、钙、铜和氧的混合物     

铁基122体系超导体的微结构与物性研究

铁基超导体的发现再次掀起了高温超导的研究热潮,由于铁基高温超导体具有丰富的结构和物理性质,近十年来一直是科学界的重要研究领域之一.目前在多个典型的铁基超导体系中已经证实,存在着结构相变和多重有序态之间的关联与竞争.微结构研究和原位电子显微镜分析表明,典型122超导体系AFe_2As_2(A=Ca,Sr,Ba,Eu等)在低温区发生四方相到正交相结构相变,产生丰富的孪晶和微结构现象.在CaFe_2As_2中存在织呢(tweed)结构,并在Ca原子层引起准周期结构调制,平均周期为40 nm.在K_yFe_(2-x)Se_2超导体系中,存在丰富的相分离现象,在a-b面内出现了复杂的畴结构.此外,A位元素的替代对AFe_2As_2体系母相材料的结构特性和低温结构相变有重要影响,从而引起超导电性改变.     

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。     

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     

(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     

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     

高温超导体的超快光谱学

高温超导机理至今仍是物理学的未解之谜,是凝聚态物理学皇冠上的明珠.在众多以光学手段研究超导体的方法之中,超快光谱是最精湛的观测方法之一和最强有力的调控手段之一.它能够在电荷、晶格、自旋、轨道等自由度与超导体全方位地相互作用,并能探测其激发态,能够在准粒子的超快过程、晶格相干性的调控、电子-声子耦合强度的观测、界面超导体系的探测等方面实现一些其他实验方法所不能实现的研究.本文结合具体实例介绍高温超导体的超快动力学和超快光谱学的进展,展示该方法在准粒子激发态、玻色子相干态、激光诱导的超导、界面超导等研究中的特色和独到优势,并对该领域进行展望.     

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