高Tc超導體Y系和Bi系的磁通釘扎研究.pdf

1、自從1986年首次發(fā)現(xiàn)高溫超導材料(即高Tc超導材料)，就掀起了強有力的超導浪潮。經過20多年的發(fā)展，各種新型超導材料相繼問世。超導轉變溫度也在一直提高，現(xiàn)在高溫超導材料已經得到廣泛的應用。目前，在強電領域獲得實際應用的高溫超導材料是Y系和Bi系。由于高溫超導材料相干長度小，而穿透深度很大，使得大的晶體缺陷成為弱連接。高溫超導相干長度小，存在小的釘扎能，導致了磁通蠕動。實驗證明：高溫超導材料中存在弱連接和磁通蠕動，將嚴重影響超導材料的臨

2、界電流密度。
　　 在實際應用中，超導材料需要很大的臨界電流密度。特別在外加磁場下，臨界電流密度與超導材料的磁通釘扎性質密切相關。因此，磁通釘扎一直是高溫超導體研究中的一個重要領域。高溫超導材料要得到廣泛的應用，必須保證有高臨界電流。磁通釘扎是決定臨界電流的一個很重要的因素。本文主要研究在強電領域獲得實際應用的高溫超導材料Y系和Bi系的磁通釘扎。
　　 本文的研究工作主要分為兩個部分。
　　 第一部分是關于Y系的

3、磁通釘扎的研究。對于Y系，我們通過在超導材料YBa2Cu3O7中摻雜少量Y2BaCuO5來提高臨界電流，本文主要總結了Martinez等研究摻雜的YBa2Cu3O7在不同區(qū)域不同條件(溫度，磁場強度)的臨界電流性質，并概括了外磁場下YBa2Cu3O7-Y2BaCuO5的磁相圖。
　　 為了更好解釋高溫超導體的一些特性，近來單一的磁通蠕動模型已經被應用于分析超導晶體Bi2Sr2CaCu2O8和YBa2Cu3O7薄膜。根據磁通蠕動模

4、型和實驗測量Y系所得數(shù)據，B.Martinez等建立了磁通釘扎力與磁場強度近似關系式?；谶@些近似關系式，我們建立了完整的函數(shù)關系，并且對Y系的中間溫度區(qū)域(20K≤T≤50K)進行了擬合研究，發(fā)現(xiàn)擬合結果與實驗結果存在一定誤差，最后對這一誤差產生的原因進行了分析和解釋。
　　 Y系復雜的微觀結構導致在不同區(qū)域內有不同的釘扎中心存在，在這個區(qū)域內可能是單一的或是多種釘扎起作用。我們利用Hughes總結的釘扎力密度FP的標度改進函

5、數(shù)，通過曲線擬合的方法對Y系在高溫區(qū)域的磁通釘扎進行了研究。所得結論與參考文獻比較一致。
　　 第二部分是關于Bi系的磁通釘扎的研究。Bi系廣泛應用的主要是有兩種Bi-2212和Bi-2223。由于Bi-2223相一般不容易制備出比較純的單相，這里我們就不做討論。通過對高溫超導磁通釘扎力的分析，得到了超導體中有不同的釘扎中心存在的結論。我們利用單晶的基本釘扎力密度標度建立一個簡化且有物理意義的新標度函數(shù)，結合文獻給出的實驗數(shù)據，