高温超导体

摘要： 建立一个简易的高温超导材料模型,将含有中心裂纹的超导圆柱置于下降的外磁场中.采用平面应变理论等方法,计算出超导圆柱中的洛伦兹力随时间的变化关系,采用ABAQUES有限元分析的方法,求解出随时间变化的动态应力强度因子.通过改变磁通粘滞流动速度、裂纹的长度和外加最大磁场,得到动态应力强度因子在不同条件下的变化过程.结果表明:磁通粘滞流动的存在改变了超导圆柱俘获磁场的分布,显著的增大了超导圆柱动态应力强度因子的峰值,提高了动态应力强度因子上升的速率.在对高温超导体各方面的研究中,磁通粘滞流动是不应该忽略的.

摘要： 电子科技大学李言荣院士团队与国内外其他科研单位合作,首次在高温超导体钇钡铜氧化合物中发现玻色子奇异金属的实验证据。相关成果2022年1月12日发表在《自然》(Nature)上。奇异金属的一大特征是,其电阻率在低温下随温度线性变化。在金属中,价电子在金属离子紧密排列形成的周期性晶格中运动,由此形成了金属键。

摘要： 文章主要介绍磁流体推进器原理,模型试验,优缺点及研究开发中的问题。它是利用通电海水在磁场中会受到电磁力的作用原理来提供动力。在开发研究上,要提高推进效率且减少海水中焦耳热功率的散失就要求产生很强的磁场,而常规磁体远远不能满足使用的要求,这就对高温超导体的发展提出要求。尽管高温超导磁体的研究有一些突破性进展,但是距离实用化阶段还有一段艰难的历程。除此之外,由于通电海水会发生电解反应,不仅会影响到电极的使用寿命还会产生气泡影响隐蔽性,电极技术也制约着磁流体推进的发展。

摘要： 英国布里斯托尔大学、量子算法初创公司Phasecraft及谷歌量子人工智能公司的研究人员开发出了第一个真正可扩展的算法,在量子计算机上揭示了强关联电子系统的重要特性,有望催生更高效的太阳能电池。研究人员指出,对强关联电子系统这种形式的量子系统建模具有重要的实际意义,有助于设计新材料、开发更高效的太阳能电池,甚至研制高温超导体等,但目前世界上最强大的超级计算机对此“爱莫能助”。

摘要： 铜氧化物超导体和铁基高温超导体是已知的两类高温超导体,研究高温超导机理是如今超导领域最具有挑战性的前沿课题.构建高温超导的高维精确相图、寻找决定超导转变温度的关键物理量可以为高温超导机理做好实验铺垫.对于铜氧化物高温超导体,多种自由度的相互关联与耦合使其相图呈现出复杂性与多样性.现有的研究方法在构建高维"全息"相图及获取定量化物理规律等方面面临着难以克服的困难,而材料的高通量制备与表征技术可以在相图空间实现参量的线扫描甚至面扫描,有望快速建立可靠的高温超导高维相图和高温超导关键参量数据库,并从中提取重要的统计物理规律.本文从阳离子掺杂、母体氧掺杂、双电层晶体管(静电场/电化学)、磁场等几个调控维度,回顾了主要基于输运手段获得的铜氧化物电子态相图,介绍了基于脉冲激光沉积技术和分子束外延技术的组合薄膜生长方法以及与之匹配的跨尺度选区输运测量技术,展示了高通量技术在高温超导研究中的初步应用.高通量实验技术与超导研究结合,逐步形成了新兴的高通量超导研究范式,将在构建高维精确相图、突破高温超导机理、推进超导材料实用化等方面发挥不可替代的作用.

摘要： ψ=ψ0eiΦ行为用统一的波函数进行描述,其相位Φ在宏观尺度上是相同的.当磁场低于一定值的时候,在超Φ0=h/2e保证最大的界面面积,降低系统能量.该最小的磁通束被称为磁通量子,其磁通量是(h为普朗克超导态是一个宏观量子相干态,其载流子是库珀对.在没有外加磁场和电流的时候,这些库珀对的运动导体的边界处穿透深度内会出现一个屏蔽电流来对抗外磁场的侵入,样品处于迈斯纳态.然而,当磁场超过一定值的时候,磁场会进入到超导体中,迈斯纳态被破坏掉,在超导体内形成超导区和正常区及其相应的界面.根据此时这个界面处能量的正负,把超导体分成I类和II类超导体,分别对应正和负界面能.目前发现的绝大多数超导体都是II类超导体,因为界面能为负值,因此进入到超导体的磁场会分离成最细小的单元,以常数,e为电子电量).这些磁通线之间有一定的排斥力,因此它们会形成点阵.当外加输运电流的时候,这些磁通线会受到一个洛伦兹力作用而运动,但是运动就会造成能量的损耗,超导体就会因此失去电阻为零的优良品质.通过在超导体中引入一些缺陷、杂质或位错,就可以把磁通钉扎住,超导体仍然可以有零损耗特性,而这个特性可以用于超导体的强电应用.本文将对磁通钉扎和磁通动力学及其研究方法做一点简单介绍.

摘要： 核磁共振作为一种重要的谱学研究手段,在高温超导体的机理研究中发挥了极其重要的作用.近年来,随着新型铁基高温超导材料家族的发现以及基于强磁场下核磁共振技术的发展,相关高温超导方面的核磁共振研究也有了许多新的进展,这些工作对高温超导电性的机理研究起到了积极的推动作用.本文将就核磁共振技术在铜氧化物高温超导体和铁基高温超导体这两大类高温超导材料中的若干最新研究进展进行一个有针对性的概述和梳理,希望对后续高温超导电性的机理研究以及材料探索能起到一些启示作用.

摘要： 载流子在超导材料中扮演关键角色,其浓度调控对研究超导特性及相关量子器件至关重要.然而载流子浓度通常与其他自由度相互耦合,难以做到单一物理量变化,例如,化学掺杂同时会导致晶格等发生变化.最近迅速发展的离子液体调控技术,兼具了传统的化学掺杂和场效应晶体管优点——大范围、原位、可逆地调节载流子浓度.随着这项技术的发展,逐渐演变出两类调控思路:静电场效应和电化学调控.本文从这两个方面,回顾了离子液体调控在诱导新奇超导态和调控高温超导薄膜物性上的应用:静电场效应对绝缘或半导体体系十分有效,而对于本身载流子浓度较高的材料(如高温超导体等),电化学调控则发挥了重要作用.离子液体因其强大的原位调控能力和易于与其他手段结合的特点,正逐渐成为超导研究中不可或缺的手段,在构建精确相图、突破高温超导机理等方面发挥不可替代的作用.

摘要： 核磁共振作为一种重要的谱学研究手段,在高温超导体的机理研究中发挥了极其重要的作用.近年来,随着新型铁基高温超导材料家族的发现以及基于强磁场下核磁共振技术的发展,相关高温超导方面的核磁共振研究也有了许多新的进展,这些工作对高温超导电性的机理研究起到了积极的推动作用.本文将就核磁共振技术在铜氧化物高温超导体和铁基高温超导体这两大类高温超导材料中的若干最新研究进展进行一个有针对性的概述和梳理,希望对后续高温超导电性的机理研究以及材料探索能起到一些启示作用.

摘要： 载流子在超导材料中扮演关键角色,其浓度调控对研究超导特性及相关量子器件至关重要.然而载流子浓度通常与其他自由度相互耦合,难以做到单一物理量变化,例如,化学掺杂同时会导致晶格等发生变化.最近迅速发展的离子液体调控技术,兼具了传统的化学掺杂和场效应晶体管优点——大范围、原位、可逆地调节载流子浓度.随着这项技术的发展,逐渐演变出两类调控思路:静电场效应和电化学调控.本文从这两个方面,回顾了离子液体调控在诱导新奇超导态和调控高温超导薄膜物性上的应用:静电场效应对绝缘或半导体体系十分有效,而对于本身载流子浓度较高的材料(如高温超导体等),电化学调控则发挥了重要作用.离子液体因其强大的原位调控能力和易于与其他手段结合的特点,正逐渐成为超导研究中不可或缺的手段,在构建精确相图、突破高温超导机理等方面发挥不可替代的作用.

摘要： 根据高温超导体在磁化过程中受电磁力作用的受力机制,利用Bean临界态模型和有限元方法,研究了长矩形高温超导体在电磁力作用下的磁致伸缩问题。在高温超导体的不同磁化阶段,首先利用临界态模型得到超导体内磁场的分布表达式。其次根据电磁力公式得到超导体内所受分布电磁力的分块解析表达式。最后,利用有限元方法得到长矩形高温超导体在不同磁化阶段的变形情况。结果表明,在不同的磁化阶段,矩形高温超导体的横截面会相应出现一系列复杂的变形。特别是在外磁场由增大开始减小或由减小开始增大的过程中,超导体截面的边界上会出现明显的扭曲现象。这些结果将对长矩形高温超导体变形的测量及实际应用具有一定的指导作用。

摘要： 本报告中报道了最近利用门电压电场调控技术探索FeSe基高温超导体材料方面的进展[1-3].首先,利用离子液体门电压调控技术在(Li,Fe)OHFeSe单晶薄层中实现了最高达43K的高温超导,并在最佳Tc掺杂的边缘观察到了一个突然的超导到反铁磁绝缘体的相变.同样利用离子液体门电压技术,对FeSe薄层进行了电子掺杂,使得其Tc由最初低于10K提高到了48K,并且观察到了一个从低Tc相到高Tc相转变过程中随着掺杂浓度改变引起的Lifshitz转变.固体电解质同样可以用来实现门电压电场调控超导电性,使用固体电解质做栅介质材料,利用门电压调控技术将FeSe薄层的Tc提高到46K,并且观察到了完整的Tc随掺杂浓度的dome行为以及高掺杂时的绝缘态行为.我们的结果有助于寻求到一条在这些材料中探索高温超导电性的新途径.

摘要： 随着高温超导材料研发和低温制冷机技术的进步,用低温制冷机直接冷却技术成为低温应用技术的一个发展方向.本文阐述国内第一台直接冷却高温超导磁储能低温系统结构装置及动态特性.高温超导磁体由西北有色金属研究院制造的Bi-2223带材绕制而成,直径为Φ320mm,质量约200Kg,由一台美国单级G-M制冷机从室温冷却至20K.高温超导体二元电流引线与杜瓦辐射屏由另一台英国二级G-M制冷机提供冷源.低温系统开启后温度迅速下降,经24小时达到高温超导磁体所需要的20K低温工作温度,并连续实验运行480小时(20天).低温测量系统采用自制镍铬-铜铁低温热电偶,测量了磁体冷却过程中的温度分布及加载时的动态特性等.实验表明低温装置冷却效率高,磁体热稳定性优良.该装置系统在国家“863”项目后续支持下,改装成国内首台车载移动式直接冷却高温超导磁储能系统.曾颠簸行驶数百公里外,在湖北宜昌老虎口水电站顺利完成全部上网现场试验.超导磁储能系统(SMES)经历恶劣环境与电网冲击均能正常工作运行,实际上网运行表明该系统结构装置具有先进性、实用性和可靠性.

摘要： 本文在同时求解临界态Bean模型和粘性磁通流动方程的基础上研究了无限长圆柱型第二代超导体的中心裂纹问题。讨论了几个决定裂纹尖端应力强度因子的参数,如磁场,裂纹尺寸以及黏性系数等。模型考虑了裂纹对临界电流的影响,即认为裂纹区域无临界电流通过。运用复变函数方法以及边界配置法计算得到了含中心裂纹的无限长圆柱型超导体在外加磁场作用下的应力强度因子。结果显示,不仅磁场强度和裂纹尺寸对应力强度因子有很大影响,磁通流动的黏性参数以及时滞系数也决定了应力强度因子的大小,从而成为影响超导材料断裂行为的重要参数。

摘要： Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi-2212)超导体是唯一可以制成圆线且具有优异载流性能有望实现大规模应用的高温超导体。本文将部分熔化后的Bi-2212线材在不同气氛下后处理，并采用扫描电镜（SEM）、X衍射仪（XRD）、差热分析仪（DTA）对其微观组织及氧含量进行分析，采用四引线法对其超导电性进行测试，研究发现低氧分压气氛后处理会造成Bi-O链的断裂，减少Bi-2212超导体中的氧含量，导致Bi-2212晶格畸变，增加超导体的超导转变温度（Tc），最终提高了线材的载流性能。

摘要： 采用计算机辅助设计的方法设计了一套高温超导体—永磁体（HTS-PM）自由悬浮系统动力学测试装置，并对装置的关键部件进行了热—应力有限元分析，以验证其设计的合理性。该装置主要由液氮低温容器、外部交流磁扰动、电磁振动台、数据采集和分析仪等几部分组成。通过该装置能对高温超导体—永磁体自由悬浮系统的动态刚度、共振频率和阻尼系数等动态参数进行实验研究，揭示其动态变化的规律，分析系统的振动响应，为系统的稳定性研究提供依据。也可模拟研究高温超导磁浮车在永磁轨道（PMG）理想平顺及不平顺外部扰动下车体的幅频特性，从而提供避免高温超导体—永磁体自由悬浮系统共振失稳的优化设计原则，为真空管道高温超导磁浮车（ETT）的设计及动态特性研究奠定良好的基础。

摘要： 为展示高温超导磁悬浮轴承的性能优势,本文通过自由衰减实验及对应的摩擦系数模型对高温超导磁悬浮轴承样机的摩擦系数进行了研究.实验发现在室内环境下高温超导磁悬浮轴承共振后的摩擦系数为10-4数量级,比普通机械轴承的摩擦系数小了整整两个数量级.上述低摩擦系数结果表明采用整块结构永磁体转子的磁场不均匀分量较小,永磁体和高温超导体之间的磁阻力也非常小.因此,具有无源、低损耗两大突出优点的高温超导磁悬浮轴承无疑具有巨大的应用前景.

摘要： 高温超导自主悬浮提供了一种无需控制、结构简单的非接触支撑方式,对于低温系统而言可以取代传统的机械支撑结构,从而进一步减少直接的热传导漏热,这样有利于进一步简化低温系统结构,而且有利于提高低温系统工作的稳定性.本文首先阐述了超导磁悬浮的基本原理和典型结构,介绍了超导磁悬浮应用于低温工质存储、输运的三个典型案例,讨论了应用超导磁悬浮后的低温工质储运系统的典型结构特点和关键技术,给出了初步的应用效果.最后,总结和展望了超导磁悬浮应用于低温工质存储系统的发展前景,同时简要归纳了超导磁悬浮系统面临的主要技术问题.

摘要： 高温超导自主悬浮提供了一种无需控制、结构简单的非接触支撑方式,对于低温系统而言可以取代传统的机械支撑结构,从而进一步减少直接的热传导漏热,这样有利于进一步简化低温系统结构,而且有利于提高低温系统工作的稳定性.本文首先阐述了超导磁悬浮的基本原理和典型结构,介绍了超导磁悬浮应用于低温工质存储、输运的三个典型案例,讨论了应用超导磁悬浮后的低温工质储运系统的典型结构特点和关键技术,给出了初步的应用效果.最后,总结和展望了超导磁悬浮应用于低温工质存储系统的发展前景,同时简要归纳了超导磁悬浮系统面临的主要技术问题.

摘要： 高温超导自主悬浮提供了一种无需控制、结构简单的非接触支撑方式,对于低温系统而言可以取代传统的机械支撑结构,从而进一步减少直接的热传导漏热,这样有利于进一步简化低温系统结构,而且有利于提高低温系统工作的稳定性.本文首先阐述了超导磁悬浮的基本原理和典型结构,介绍了超导磁悬浮应用于低温工质存储、输运的三个典型案例,讨论了应用超导磁悬浮后的低温工质储运系统的典型结构特点和关键技术,给出了初步的应用效果.最后,总结和展望了超导磁悬浮应用于低温工质存储系统的发展前景,同时简要归纳了超导磁悬浮系统面临的主要技术问题.

摘要： 本发明涉及一种基于ReBCO涂层超导体和NbTi低温超导体的圆截面复合超导线，属于超导材料领域。圆形截面的NbTi低温超导线由ReBCO涂层超导体包覆，Ag焊料在高温超导涂层导体卷制缝内将高温超导涂层导体焊接并形成焊缝。本发明将ReBCO涂层超导体与圆形截面的NbTi低温超导线复合，利用ReBCO高温超导材料n值比低温超导材料NbTi小很多的特点以及超导临界温度高的特性，提高工程电流密度、分流温度、最小失超能，抑制低/高温超导复合超导线整体电压上升，降低复合超导线温升，使超导磁体比传统的低温和高温超导磁体运行更稳定，效率更高、更安全，应用于高场MRI磁体和NMR磁体。

摘要： 本发明提供一种能避免由于在制造时产生的不可避免的妨碍因素而引起的性能降低、且交流损失低的、加工而成的超导体线材、超导体导体及超导体电缆。该超导体线材为依次形成由绝缘材料或者电阻值高的材料构成的中间层、超导体薄膜、稳定性膜的超导体线材，具备沿着上述超导体线材的纵向形成的、避免所包含妨碍因素的性能降低的、相互平行的多条切痕，且为在上述切痕处可向宽度方向弯曲的超导体线材。

摘要： 本发明为了提高超导薄膜的临界电流，提供一种用于提高带状金属基材的表面结晶取向性的表面研磨方法。该方法对氧化物超导体中的带状基材的被研磨面进行研磨，该氧化物超导体由带状基材、形成于带状基材上的中间层、形成于中间层上的氧化物超导薄膜层构成，其特征在于，该方法包括一边使带状基材连续行进一边研磨被研磨面的研磨工序，研磨工序包括初期研磨和精加工研磨，最终研磨成被研磨面的表面平均粗糙度Ra为2纳米以下，中间层的面内取向性ΔΦ为5°以下。

摘要： 本发明涉及一种基于ReBCO涂层超导体和NbTi低温超导体的圆截面复合超导线，属于超导材料领域。圆形截面的NbTi低温超导线由ReBCO涂层超导体包覆，Ag焊料在高温超导涂层导体卷制缝内将高温超导涂层导体焊接并形成焊缝。本发明将ReBCO涂层超导体与圆形截面的NbTi低温超导线复合，利用ReBCO高温超导材料n值比低温超导材料NbTi小很多的特点以及超导临界温度高的特性，提高工程电流密度、分流温度、最小失超能，抑制低/高温超导复合超导线整体电压上升，降低复合超导线温升，使超导磁体比传统的低温和高温超导磁体运行更稳定，效率更高、更安全，应用于高场MRI磁体和NMR磁体。

摘要： 半导体‑超导体混合结构(10)(优选采用纳米线的形式)包括在半导体层(12)上的超导体异质结构(14)。超导体异质结构至少包括在半导体层上的第一超导体层(14A)和在第一超导体层上的第二超导体层(14B)，其中第一超导体层包括第一超导材料并且第二超导体层包括与第一超导材料不同的第二超导材料。通过提供多层不同的超导材料，诸如铝和铅，与传统的超导同质结构相比，可以改善超导体异质结构的超导和物理性质，由此提高半导体‑超导体混合结构的性能。

摘要： 一种高温超导体的制造方法及其制成的超导体成型体，该超导体的组成为Bi

摘要： 本发明涉及一种在按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的至少一个单个导体(10)上敷设塑料的方法。此外还提供了一种采用本方法制造的高温超导体(HTS)复合物。所述至少一个单个导体(10)包括至少一个载体(11)和至少一个超导层。将粒子(12)敷设在单个导体上(2、6)。随后实施热处理(3、7、8)，它导致粒子(12)部分或全部熔化，并在冷却后导致在单个导体(10)上构成塑料层(13)。

摘要： 本发明公开通过化学湿式蚀刻或等离子干式蚀刻等来去除两条高温超导体的稳定化层后，使两个高温超导体层的表面之间直接接触，并将其在真空状态下、在热处理炉内进行加热，对高温超导体层的表面进行部分微熔，使得原子相互扩散，从而接合两个超导体层的表面的第二代ReBCO高温超导体的接合方法。

摘要： 本申请涉及超导材料领域，公开了一种具有非晶氧化钒薄膜的高温超导体及其制备方法和高温超导线圈，包括以下步骤：以高温超导体为基底，将高温超导体放入高能脉冲磁控溅射设备的腔体内，以金属钒为靶材；腔体抽真空，不加热基底；通入氩气，调整气压，设置高能脉冲电源功率、脉冲频率、脉宽；通入氧气，在高温超导体表面沉积薄膜；通入氮气卸去真空，得到所述具有非晶氧化钒薄膜的高温超导体。本申请的所述具有非晶氧化钒薄膜的高温超导体的制备方法，利用高能脉冲磁控溅射技术具有高离化率的特点，实现了在室温不加热的条件下在高温超导体表面沉积具有电阻可调性能的非晶氧化钒薄膜，所述非晶氧化钒薄膜用于高温超导材料的失超保护。

摘要： 本发明涉及一种在按勒贝尔导体类型的高温超导体(HTS)复合物的至少一个单个导体(10)上敷设塑料的方法。此外还提供了一种采用本方法制造的高温超导体(HTS)复合物。所述至少一个单个导体(10)包括至少一个载体(11)和至少一个超导层。将粒子(12)敷设在单个导体上(2、6)。随后实施热处理(3、7、8)，它导致粒子(12)部分或全部熔化，并在冷却后导致在单个导体(10)上构成塑料层(13)。