Sr0.6K0.4Fe2As2铁基超导带材的临界电流特性与磁通钉扎机制分析

摘要

自从Sr122型铁基超导体被发现以来，由于它的低成本和独特的超导特性，其在高磁场以及大电流传输等方面的应用就备受期待。它的各向异性较低，上临界磁场也相当高，而且临界温度及临界电流密度都相对较高。近来，中科院电工所成功开发出了临界温度为32.5 K，并且在温度4.2 K，磁场强度10 T时临界电流密度高达1.5×108A/m2的铁包套Sr0.6K0.4Fe2As2铁基超导带材。
　　考虑到该带材的临界温度，假定其工作温度区间为20K（氢气的沸点）到30K。为了解明该带材的实用性，在温度20 K到30K，以及磁场强度7T以下对于该带材的超导特性进行了探究。
　　临界电流密度是决定超导体工业应用能力的最关键的因素之一，论文主要通过四引线法及微小交流重叠法两种方法对临界电流密度进行了测量，并根据实验结果对该带材在工作温度及场强区间的临界电流密度特性以及决定其临界电流密度大小的磁通钉扎机制进行了深入研究。
　　研究发现Sr0.6K0.4Fe2As2带材样品临界电流密度随着温度的升高而降低，随着磁场强度的降低而升高。在20 K左右时Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材的临界电流密度较高，在19.5 K，0.1T时，临界电流密度达到1.5×108A/m2，在19.5 K，7T时达到5.1×107A/m2。即使在24.4 K,0.1 T时，临界电流密度仍达2.7×107A/m2。此外，结果表明在20 K左右时该带材的临界电流密度变化也比较平稳，这说明在20 K左右时Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材的实用还是非常有希望的。同时根据研究，Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材的Labusch参数和相互作用距离的规律与传统金属超导体非常相近，根据分析认为Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材有可能与传统金属超导体中磁通钉扎机制一致。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 超导体及其应用

1．2 铁基超导体

1．3 临界电流密度及磁通钉扎机制

1．4 研究铁系超导带材的意义

1．5 本研究的目的及内容概要

2 临界电流密度的测量方法

2．1 四引线法

2．2 Campbell法

3 四引线法设计

3．1 样品的制作简述

3．2 实验仪器的准备

3．3 测量过程设计

3．4 四引线法结果分析

3．4．1 结果处理方法

3．4．2 数据结果分析

4 Campbell法设计

4．1 方案设计

4．2 数据分析与修正

4．3 测量结果分析

5 超导特性分析

5．1 临界电流密度分析

5．2 Labusch常数分析

5．2．1 Labusch常数简述

5．2．2 Campbell法求Labusch常数

5．2．3 Sr0．6K0．4Fe2As2中的Labusch常数

5．3 相互作用距离分析

5．4 磁通钉扎机制分析

5．4．1 钉扎作用

5．4．2 雪崩模型

5．4．3 Sr0．6K1．4Fe2As2的磁通钉扎机制

6 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况

附录