超导磁通量子比特中的共振隧穿现象

在20mK的低温下,在由Nb/AlOx/Nb结构成的磁通量子比特样品上,通过初态的制备,成功观测到了双势阱中的共振隧穿现象。这一现象在不同的势垒高度下,都得到了证实。通过对共振峰随时间演化的测量,发现其演化受到隧穿概率与分布概率的影响。     

低通、带通电路在超导磁通量子比特测量中的应用

在测量超导磁通量子比特信息时,给出了低通和带通两种测量电路。低通电路采用双绞线,通过RC滤波器、铜粉滤波器,再接到样品上。该方法可以用于测量DC-SQUID结的跳变电流统计分布,从而获知量子比特的信息。带通电路用微波同轴线作为导线,通过衰减器、铜粉滤波器到样品上,再通过电容接地。该方法可以用于测量超导量子比特的量子化能级、迟豫时间、Rabi振荡等特性。     

超导电性应用技术进展和研发动向（Ⅱ）

超导装置的研发近来,最引人注目的是作为超导电子装置的单磁通量子装置(SFQ)。该装置利用小型超导量子干涉仪(SQUID)拥有的量子化磁通,其特征是运行速度高达1微微秒(10-12s)(比半导体器件快100倍),而功率损耗仅为1nW(为半导体装置的1/100),一旦能实现集成化,就可以做成超导运行装置。用低温超导体Nb做的装置,已能集成1万个装置,基于将来的发展,不难集成10万个装置。虽然超高速运行装置的可能性很大,但必须运行在4.2K下,这就限制了在某些大型装备上的应用。另一方面,用YBCO的SFQ装置可能用在30K,可指望应用于测量和通信上,但其构成的…     

第二相粒子大小对Mo-La2O3阴极电子发射性能的影响

利用溶胶-凝胶、氢气还原及热压工艺制备了纳米复合Mo-4La2O3（质量分数,%）阴极材料,其显微组织中La2O3粒径小于100 nm,而常规Mo-4La2O3阴极中La2O3粒径为200~300 nm。在真空击穿实验中发现La2O3粒径对于阴极电子发射性能有显著的影响,纳米复合阴极的电子发射能力远高于常规阴极的发射能力,其电子发射点遍布整个阴极表面,而常规阴极电子发射点只是集中在一小块区域。通过建立金属-半导体电子相互作用模型,计算并绘制了Mo及La2O3中电子隧穿几率随La2O3粒径变化的关系曲线,解释了纳米复合阴极电子发射能力强的原因。     

热分析技术在Nb3Sn超导材料扩散热处理中的应用

采用包括差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)在内的热分析方法,研究了Nb3Sn超导材料扩散热处理过程.以热分析数据为依据,对Nb-Sn低温超导材料样品进行了真空热处理.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了Nb3 Sn导线组织结构演变.结果表明,通过热分析技术确定了Nb,Sn超导线材的热处理温度范围,Nb,Sn样品在670℃加热得到了组织均匀细小的超导相结构.低温条件下的临界电流测试证明了经过热处理的Nb,Sn导线具备了明显的超导性能.     

超导体的改进

数十年前,人们就发现了超导现象;并且逐渐熟悉了多种能够在高磁场环境下拥有良好性能的超导材料,亦即Nb—44%(重量比,下同)Ti、Nb—67%Ti,Nb—25%Zr等合金和Nb_3Sn、V_3Si、V_3Ga等化合物。     

超导合金

本发明叙述含有 Ti、Ta 和 Nb 的三元超导合金的。在超导现象中,一些金属、合金和化合物在极低的致冷温度下通过电流时失去其常态电阻。对超导性最感兴趣的用途之一是在电磁体方面。对于电磁体所采用的超导线或带的超导材料包括如 Nb—Zr 和 Nb—Ti 等超导合金和铌三锡(Nb_3Sn)等超导化合物。Nb_3Sn 是一种能承受非常高磁场的超导材料,但是采用通常的冶金工艺很难将之成型为     

低温超导体Nb_3Sn扩散热处理中显微组织的表征与分析

利用青铜法制备了低温超导体Nb3Sn材料。采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对Nb3Sn化合物的元素扩散热处理过程进行了研究。结果显示,通过热处理96h后,Nb3Sn相形成。同时由于边界处Nb原子的缺乏,Nb2Sn和Nb6Sn5非超导相也在边界处形成。升高温度明显能够提高元素的扩散激活能,从而利于Nb3Sn相的形成,但是高温也会促进晶粒的粗化,破坏超导特性。因此精确控制温度对于材料超导性能非常重要。采用670℃热处理96h得到了均匀细小的晶粒组织。     

采用中子衍射研究内锡法Nb3Sn的相形成

选取2种ITER用内锡法Nb3Sn复合超导线，采用原位中子衍射测量技术检测超导相的形成过程，通过添加第3种元素研究合金化Sn芯和合金化Nb芯对超导相形成过程及超导线超导性能的影响。结果表明：合金化Sn芯比合金化Nb芯丝有利于提高超导性能；少量添加第3种元素Ti与Sn形成合金能显著促进Sn的扩散和A15相的形成，并且能有效抑制Nb3Sn晶粒的生长，因此增加了晶界面积和钉扎力，增强了超导特性，提高了非铜区临界电流密度Jcn。     

超导薄膜微波表面电阻测量的有效面积问题

高温超导薄膜在电子学的许多领域,特别是在电信领域,微波无源器件等方面有着广泛的应用。例如超导滤波器,正在发展之中,并且已经进入实际应用阶段。在超导微波器件的设计方面,如超导微波器件的设计,超导薄膜的微波表面电阻是应用的一个重要参数。由于高温超导薄膜的特殊机械特性,因此发展了各种各样的测量高温超导薄膜表面电阻的方法,各有其优点。每一种测量方法都对超导薄膜的面积大小有要求,而真正起作用的有效面积可能只是一部分。本文讨论分析了国际标准测量方法IEC/TC90的超导薄膜的实际有效面积。按照高温超导薄膜表面电阻测量国际标准方案,实际制作了用于测量面积分别为2英寸(5.08cm),3英寸(7.62cm)的高温超导薄膜微波表面电阻的谐振腔,并测量了表面电阻。对测量结果作了分析比较。并探讨了用于大面积的超导薄膜的微波表面电阻测量的可行方法。给出了设计介质谐振腔的简单方法,以适应不同测量的需要。     

Influence of Nb Diffusion Layer on Superconductivity of MgB2/Nb/Cu Wires

采用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT),以Nb/Cu复合管作为包套材料制备了MgB2超导线材并且在氩气保护气氛中,不同温度条件下保温2h进行成相热处理。分别采用电阻-温度测试、磁矩转变测试、临界传输电流测试以及Nb-MgB2界面磁光研究等分析手段进行研究。结果表明:当热处理温度高于750℃时,在MgB2超导芯丝和Nb阻隔层之间形成一个扩散层,该扩散层的存在阻碍了电流的传输,从而导致在磁测法测试中可以检测到超导相存在,而在传输法测试中无法看到超导传输现象。说明采用Nb作为MgB2超导线带材的扩散阻隔层时其热处理温度不能高于750℃。     

超导材料的几何构形对Nb_3Sn扩散生长的影响

采用体扩散模型,假定Sn在CuSn母体中的扩散是Nb_3Sn层生长的控制因素,考虑了青铜法和Nb管富Sn法这两种典型的成材方法的几何构形所形成的边界条件,在一级近似下解出了Nb_3Sn层厚度和热处理时间的依赖关系。结果表明:Nb_3Sn层生长速率与超导材料的复合构形、Nb纤维以及CuSn母体的几何参数有内在联系。理论与实验结果定性相符。     

INFLUENCE OF GEOMETRICAL CONFIGURATION OFSUPERCONDUCTING MATERIAL ON GROWTH OF Nb_3 Sn

Boundary conditions constructed by two typical geometrical configurations related to themanufacturing methods of bronze process and tin-rich Nb tube method have been consideredin a diffusion model in which the diffusion of Sn in CuSn matrix plays a major role is as-sumed.The dependence of thickness of Nb_3Sn layer on reaction time has been derived.It isshown that the growth rate of Nb_3Sn relates to the configuration of the superconductor,thegeometrical parameters of Nb filaments and CuSn matrix.The theory is qualitatively con-sistent with the experimental results.     

Scanning tunneling microscopy (STM) of low-dimensional NbO structures on the Nb(110) surface

Method of scanning tunneling microscopy (STM) has been used to investigate a clean Nb(110) face and low-dimensional quasi-periodic NbO structures on the Nb(110) face formed during high-temperature annealing of a single crystal in a vacuum. It is shown that the structures of the NbO type are present on the Nb(110) face in the form of linear rows (chains) consisting of 10 ± 1 atoms of niobium surrounded by oxygen atoms. The height of the NbO structures above the Nb(110) surface and the spacing between the adjacent chains have been determined to be d ～ 1.2 Å and L ～ 13 Å, respectively. Two possible orientations of NbO structures in the directions 〈111〉 of the Nb(110) surface are demonstrated; the structures are mounted into domains. An atomic model of the NbO/Nb(110) surface is suggested.     

Carbon nanotube/epoxy resin composite: Correlation between state of nanotube dispersion and Zener tunneling parameters

Carbon nanotube/epoxy resin composites with different levels of nanotube dispersion in the polymer matrix were prepared. The effects of nanotube dispersion on tunneling conductive behavior of such composites were investigated. The composites with homogeneous nanotube dispersion were found to exhibit larger static electrical conductivity and smaller percolation threshold than those with poorer nanotube dispersion. In addition, uniformly dispersed nanotubes induced strong Zener effect under the application of an electric field. The static conductivity and Zener tunneling parameters were shown to be good indicators for the state of nanotube dispersion.     

添加Nb对Nd—Fe—B磁体温度稳定性的影响

对Nd15.15Fe78.11-xNbxB6.74(x=0,0.21,0.42,0.72,1.08,1.44)永磁体的温度特性和显微组织及两者之间的关系进行了研究，结果表明：Nb可以显著降低磁体的磙这不可逆损失，但对磁体磁通可逆部分几乎没有影响，Nb对Nd-Fe-B磁体中的作用是使晶粒均匀化，规则化，导致晶粒表面层厚度r0大幅度变薄，晶粒表面的最小形核场H11和Bloch壁的挣脱钉扎场HN增大，因而使磁体的不可逆损失降低，温度稳定性和使用温度提高。     

Effects of Mo substituted Nb on magnetic properties of Finemet alloy

Different Mo contents have been added into traditional Finemet alloy to form Fe73.5Cu1Nb3-x MoxSil3B9.5( x = 0 - 3) alloys. The change in DC and AC magnetic properties with Mo for Nb substimtlon was investigated. The results show that, with adding Mo, although the DC relative permeability decreases and the coercive force increases slightly,the saturation flux density Bs can be increased, and the core loss of the alloy can be decreased. The AC permeability of samples contained Mo is higher than that of alloy without Mo content. Fe73.sCu1Nb1Mo2Si13B9.5 alloy has the highest saturation flux density Bs. Fe73.sCu1Nb2Mo1Si13B9.5 alloy has the best frequency dependence on the AC permeability and core loss.