外延Pb-Zr-Ti-O/Y-Ba-Cu-O异质结的制备研究

应用磁控溅射法在SrTiO3(STO)单晶基片上原位制备了Pb(Zr,Ti)O3/YBaCu3O7(PZT/YB-CO)异质结,X射线衍射、透射电镜和选区电子衍射结果表明PZT/YBCO为外延生长,磁化率的测量结果表明YBCO的超导转变温度接近90 K,外延铁电体/超导体异质结的制备为进一步研究铁电性、超导性以及铁电体/超导体复合器件奠定了基础.     

YBCO单畴超导块材的烧结温度控制

本文利用顶部籽晶熔融法(TSMG)成功制备了YBCO单畴超导块材,通过对不同熔融温度.不同生长温区晶体形貌的分析,探索获得了YBCO晶体生长的关键温度参数.结果表明:YBCO晶体生长的最佳熔融温度为1 035℃,生长温区为1 018℃~978℃,该结果为本实验的进一步开展奠定了重要的基础.     

YBCO/LAO和YBCO/MgO超导薄膜的微波性质

利用微带谐振技术研究了YBa2Cu3O7/LaAlO3 (YBCO/LAO)和YBa2Cu3O7/MgO (YBCO/MgO)超导薄膜的微波响应.通过测量微带谐振器的共振频率、有载品质因数、插入损耗与温度之间的依赖关系,分析了超导薄膜的微波特性,获得了超导薄膜在绝对零度时的穿透深度λ0.对于YBCO/LAO,λ0=265nm;对于YBCO/MgO,λ0=280nm.本文还利用微带谐振器研究了YBCO/LAO和YBCO/MgO超导薄膜的微波表面电阻.     

高温超导材料研究进展

超导技术是当下的高新技术之一，对于超导材料的研究一直处于现在进行时.临界温度下的超导材料表现出优异的零电阻特性，能量损耗相对于常规导电材料大幅降低，具有非常高的应用价值.以超导材料发展的时间线为线索，回顾高温超导材料的研究历程.在综合整理国内外研究论文的基础上详细阐述BSCCO、YBCO、铁基超导、MgB₂、有机超导体的发展历程、发展现状以及各自特性，并展望超导材料的发展前景.     

自对准法制备Nb/AlO_x/Nb超导Josephson结及其直流特性测试

超导量子比特系统是实现大规模量子计算的可行方案之一。该文采用集成电路平面工艺制备了基于Nb/AlOx/Nb 3层膜结构的超导Josephson结,为制备性能可靠的超导量子比特提供了一定基础。工艺中采用了自对准技术形成结区,从而有效地保护器件结构并降低了工艺复杂度。搭建了超导Josephson结直流特性低温测试系统,并对制备的Josephson结进行了直流特性测试,得到Josephson结在不同温度下的伏安特性,并观察到铌(Nb)的超导能隙电压2.85mV的跳变。同时,测量得到Josephson结临界电流随温度变化的关系,与Ambegaokar和Baratoff的理论结果相符合。     

铁基超导体隧道结的构筑和约瑟夫森效应研究

作为超导体中最重要的物理特性之一,约瑟夫森效应不但是超导电子学应用的基础,同时也在基础研究中有着重要的价值.本文针对铁基超导的两个体系:KCa₂Fe₄As₄F₂和FeSe_0.5Te_0.5,开展了约瑟夫森效应研究.利用导电层-绝缘层-导电层交替堆叠的结构特点及其导致的强各向异性,对KCa₂Fe₄As₄F₂单晶c方向的电输运行为进行了探究.通过微纳加工等手段,成功降低了样品的尺寸和临界电流,从而大大减小了热效应对测量的影响,最终通过基于超导电子隧穿的A-B方程拟合临界电流随温度的变化行为获得了超导能隙方面的信息,并且观察到了临界电流随面内磁场周期性振荡的超导量子衍射行为,证明了该体系中本征约瑟夫森效应的存在.另外,利用机械剥离的方式制备了超薄FeSe_0.5Te_0.5单晶的约瑟夫森隧道结,并获得了其临界电流随温度和磁场的变化行为.分...     

YBCO超导块材超导性能高温失超及恢复

研究了经过高温热处理而失去超导电性的YBCO(Y-Ba-Cu-O)超导块材经过后氧化热处理恢复其超导性能的可行性,为YBCO超导块材的连接奠定基础。对原始YBCO块材、热处理后YBCO块材及后氧化热处理YBCO(块材和粉末)的超导性能、微观组织及物相变化进行了分析。结果表明:采用常规顶部籽晶熔融织构生长法制备的YBCO块材经过高温热处理后会完全失去超导性;经过后氧化热处理后,其超导性能得到恢复。高温热处理并未改变块材的织构特征,而其晶体结构由正交结构转变成四方结构,从而失去超导性能;经过后氧化热处理,其晶体结构又由四方结构转变为正交结构,完全恢复了超导性能。     

超导材料的应用

毛主席教导我们:“中国人民有志气,有能力,一定要在不远的将来,赶上和超过世界先进水平。”超导材料的主要特点是在一定的临界温度,临界磁场,和临界电流密度以下,能从有电阻转变为无电阻状态,也即从常导转变为超导状态。目前一般超导材料的临界温度为7～21°K(这是绝对温度,把它减以273,求得摄氏温度为-266～-252℃),临界磁场为1～400千高斯,临界电流密度为10～50万安/平方厘米。如果把1毫米直径的超导电线绕成电     

一种高临界电流密度的Y_1Ba_2Gu_3O_x超导体

本文报告了作者最近关于一种零电阻温度为92.4K,超导临界电流密度在79.45K时高达18.0A/cm~2的Y—Ba—Cu—O超导材料的制备及其有关结果。     

超声法制备金掺杂的纳米YBa2Cu3O7材料研究

将高温固相法制得的YBCO研磨,于无水乙醇中进行超声分散获得纳米YBCO/乙醇溶胶,随后掺入纳米金溶胶,浓缩、干燥得金掺杂的YBCO材料.结果发现,纳米金掺杂的YBCO/乙醇溶胶中粒子形成纳米链;掺杂适量金提高了YBCO的晶化程度;掺金量为0.025wt%～0.500wt%时,金/YBCO材料的超导转变温度丁Tc为93.84～92.01 K,但掺杂1%的金时,样品超导性能消失.若能进一步控制好掺金量,金掺杂YBCO的Tc也会相应得到提高.     

三点弯曲加载下YBCO电阻及K_(1c)特征研究

在300K和77K下,用三点弯曲方法测定了零电阻温度为79～85K的YBCO长条状超导试样的电阻压头位移曲线和平面应变断裂韧性K_(1c)。结果表明,77K下零电阻特性可以保持到完全断裂前瞬间,由K_(1c)得到的表面能比300K的高,高出的部分可被认为是应力诱导下的少量超导相变所附加的能量。     

NiTi薄膜对压电陶瓷材料阻尼性能的影响

采用磁控溅射法在压电陶瓷（PZT）基体上沉积形状记忆合金NiTi薄膜,经过600 °C晶化而制备出PZT/NiTi异质复合阻尼材料,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等观察分析复合阻尼材料的物相组成及异质间的结合状态,并用相位法评价复合材料的阻尼性能.结果表明,PZT/NiTi异质复合阻尼材料的阻尼性能与PZT类似,但在频率为1.1~1.2 kHz时,其内耗曲线中出现了一个稳定平台.     

YBCO超导晶体生长规律的实时原位观察研究

本文采用顶部籽晶熔渗法(TSIG)成功制备出了不同过冷度下、不同保温时间的系列YBCO单畴超导块材;同时采用原位观察的方法,借助高温摄像技术实时记录了YBCO晶体的生长过程.通过对在不同过冷度、不同保温时间YBCO晶体生长形貌的分析和研究,结果表明:YBCO晶体起始外延生长温度为1008°C,单畴生长温度窗口为988°C–1008°C;在确定的过冷度下保温时,YBCO晶体的起始生长速率很快,最大平均生长速率达到0.95 mm h-1,之后,先快速衰减,然后逐渐趋于稳定;在YBCO晶体生长温区范围内,过冷度越大,生长速率越快,晶体生长的平均速率与过冷度之间的关系可以用Ra=a(△T)b公式来描述;YBCO晶体的瞬时生长速率在0.01–0.72 mm h-1之间,具有很大的波动性,但瞬时生长速率的平均值随过冷度的增大呈线性增加.这些结果对于进一步制备高质量的YBCO块材具有重要的指导意义.     

超声法制备金掺杂的纳米YBa2Cu3O7材料研究

将高温固相法制得的YBCO研磨,于无水乙醇中进行超声分散获得纳米YBCO/乙醇溶胶,随后掺入纳米金溶胶,浓缩、干燥得金掺杂的YBCO材料.结果发现,纳米金掺杂的YBCO/乙醇溶胶中粒子形成纳米链;掺杂适量金提高了YBCO的晶化程度;掺金量为0.025wt%～0.500wt%时,金/YBCO材料的超导转变温度丁Tc为93...     

YBa2-xSrxCu3O7-δ的制备工艺改进及其超导特性研究

用固相反应法制备123相YBa2-xSrxCu3O7-δ(YBCO)和掺Sr的YBa2-xSrxCu3O7-δ系列超导样品．利用四端引线电阻法测量样品的电阻温度曲线，得到Sr元素替代Ba位时超导转变温度Tc降低且Tc随掺杂量单调变化，从实验上验证了CuO2面的耦合可能是维持高温超导电性的一个重要条件．     

TBCCO/LAO高温超导薄膜的电阻转变和各向异性

将Tl2Ba2CaCu2O8(TBCCO)高温超导薄膜通过磁控溅射的方法沉积到LaAlO3(LAO)衬底上,SEM和XRD的测量结果显示该超导薄膜具有很高的成膜品质.通过标准四引线方法对TBCCO/LAO高温超导薄膜在不同磁场下的电阻转变进行了研究.结果表明:在一定的磁场下TBCCO/LAO超导薄膜具有很强的电阻转变展宽现象,并且当磁场垂直于超导薄膜表面时该超导薄膜显示出更强的电阻转变展宽现象.用热激活辅助磁通流动理论对该超导薄膜的电阻转变展宽现象进行了解释,同时通过分析超导薄膜的电阻转变对该超导薄膜的各向异性进行了讨论.     

零电阻温度为110K的Bi-Sr-Pb-Ca-Cu-O超导材料的制备与研究

采用固相反应法制备含Pb的Bi-Sr-Ca-Cu-O新体系超导块材,超导电性与热处理工艺密切关联。在液氮温区以上体系存在Tc为110K和85K两个超导相。寻求最佳工艺条件可获得稳定性较好的零电阻温度为110K的块状样品。     

我校的超导研究成果受到国家教委表扬

我校超导组于1988年1月24日在广州出席了由20所院校参加的全国高校高温超导第一届学术会议。在本届会议上,我校的研究成果受到了国家教委的肯定和表扬。国家教委代表胡龙孙同志在总结1987年超导研究工作情况时,特别指出三所院校:东北师大曾获得零电阻温度为192K 的超导体,南开大学为167K,北京师大为148K。目前,我校超导组正在进行新材料和新工艺的超导研究工作。现已对稀土和非稀土17种不同材料进行了烧制。部分已出现了液氮温区的抗磁效应,而且打破了在陶瓷超导原料中不能取代铜的传统观点。这个组的研究工作正在深入进行中。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导带材非均匀性对失超传播特性的影响

采用具有点缺陷含铜稳定层、域缺陷不含铜稳定层和域缺陷含铜稳定层的YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)高温超导带材,在自场温度77K的液氮环境下通过试验研究了YBCO的非均匀性对其失超传播特性的影响规律,分析了非均匀性YBCO的失超传播特性与缺陷临界电流的关系,对比了具有点缺陷与域缺陷含铜稳定层的YBCO的失超传播特性,探讨了含铜稳定层对YBCO失超传播速度的影响,并将试验结果与其模型计算结果进行对比.结果表明:当具有点缺陷含铜稳定层的YBCO带材传输电流低于缺陷临界电流时,YBCO带材能够正常工作而未发生失超;当具有点缺陷含铜稳定层的YBCO带材传输电流高于缺陷临界电流且小于原带材的临界电流时,点缺陷区域发生失超,但其热点未扩散.     

电泳法制备YBCO超导厚膜的电阻特性研究

采用电泳技术(EPD),将两种粉末YBa2Cu3O7-δ和1 g/mmolYBa2Cu3O7-δ 0.4 g/mmolY2BaCuO5制备成YBCO先驱膜.采用相应的烧结工艺得到高温超导厚膜A和B.研究高温超导厚膜A、B的表面形貌、晶体结构、超导转变温度.分别对高温超导厚膜A和B进行不同时间的氧处理,其零电阻转变温度有明显变化,并得到最优化的氧处理条件.