钇钡铜酸盐超导体的表面电子特性研究

钇钡铜酸盐超导体的表面电子特性研究

一、钇钡铜氧超导体表面电子特性研究(论文文献综述)

陈雪婷[1](2021)在《嵌入式LaCoO3/YBa2Cu3O7-x异质结构的制备及其电磁性能的研究》文中进行了进一步梳理在铁磁体/超导体异质结中,由于铁磁序和超导序互相竞争的关系产生了许多新奇的物理现象,这些现象在高温超导及存储器件等领域具有巨大的应用潜力,因此备受研究人员关注。该领域目前主要集中于铁磁体/钇钡铜氧(YBa2Cu3O7-x,YBCO)异质结对垂直于YBCO的Cu-O超导层的超导性能影响研究,而研究平行于YBCO的Cu-O层影响的异质结构用传统方法难以制备,因此铁磁体/YBCO异质结构对平行于Cu-O层的超导性能影响研究还鲜有报导。本课题结合感光溶胶凝胶法和双层图形化套刻工艺制备出了LaCoO3铁磁点阵/YBCO薄膜嵌入式异质结构,通过对薄膜的微观形貌、微图形化、电学以及磁学等性能的表征及分析,研究了嵌入式异质结结构的电磁性能影响。本文的主要研究工作如下:(1)利用感光溶胶-凝胶法制备了具有感光特性的钴酸镧(LCO)溶胶,通过优化凝胶膜的微细图形化工艺(包括预处理条件、紫外曝光时间、溶洗工艺等),成功得到了不同形状的微米级图形。此外,从热处理温度、单晶衬底上对LCO薄膜的微观形貌等特性进行了优化,在850°C热处理的(001)LaAlO3衬底上获得了均匀致密的外延LCO薄膜。(2)对感光YBCO溶胶的微细图形化工艺进行了探索,在800℃的烧结温度下,得到了 c轴取向的具有微细结构的YBCO/LaAlO3外延薄膜。设计了多种微细结构的双层套刻掩模版,结合LCO和YBCO微细图形加工工艺,利用紫外掩模法制备了 LCO点阵大小分别为5 μm、20 μm、50μm和100μm的LCO点阵/YBCO复合薄膜,通过控制LCO点阵高度略高于YBCO层厚度(平均值在98 nm-109 nm之间),成功的实现了点阵嵌入式的异质结结构。(3)研究发现,LCO点阵嵌入YBCO薄膜对临界温度Tc没有明显影响。无磁场时,小尺寸点阵嵌入YBCO薄膜中均会降低YBCO的Jc和临界电流值Ic。在外加磁场下(0 T-3 T),与YBCO薄膜相比,LCO点阵/YBCO复合薄膜延缓了Jc与Ic的衰减速度,证明了嵌入式异质结结构能有效地调控超导特性。在0 Oe磁场时,20 μm LCO点阵/YBCO复合薄膜的V-I曲线相较其他样品,临界电流值Ic增加。

杨琳娜[2](2021)在《GdBa2Cu3O7-x超导薄膜三维图形的制备》文中认为GdBa2Cu3O7-x薄膜具有独特的电磁学输运特性,其在超导电子器件的制备方面具有重要的应用前景。通常在这些应用研究中,需要将其加工成特定的微图形结构并研究基于GdBa2Cu3O7-x薄膜的多层膜制备技术以满足超导微器件的需求。由于传统刻蚀工艺往往会使其超导性能产生一定退化,且难以制备具有多层微图形的复合结构。针对这一问题,本文采用感光溶胶-凝胶法,通过逐层微细加工工艺以及逐层热处理工艺制备了GdBCO/Gd2O3/GdBCO三层膜及其套刻微图形结构。探究了薄膜之间的热处理工艺、相取向以及电学性能,分析了其应用于超导磁通变换器结构的可行性。主要研究工作如下:(1)通过添加感光修饰剂苯甲酰丙酮(BzAcH)的方法以制备具有明显紫外感光性的GdBCO感光溶胶;研究GdBCO热处理工艺中热处理温度、水蒸气时长等因素对GdBCO薄膜相成分的影响,以制备超导性能优异的单层膜;探究GdBCO凝胶膜的最优的微细加工工艺,以制备高质量的GdBCO底层微图形。(2)采用丙酸和二乙烯三胺作为络合剂分别配置了两种不同的Gd2O3感光溶胶,通过紫外、红外光谱测试分别对这两种溶胶的螯合机理及感光性进行了研究。探究发现,采用丙酸配置的Gd2O3溶胶感光性较好,感光速率明显提高。之后采用此种配方,探究了Gd2O3膜的微细加工工艺以及热处理工艺,研究了Gd2O3作为两层超导中间绝缘层的可行性及微图形的制备。(3)采用温度逐层递减的热处理工艺制备了 GdBCO/Gd2O3/GdBCO三层膜结构,并对其生长取向、膜面状况及超导性能进行表征。进一步将三层膜的制备工艺与套刻技术相结合,制备了 GdBCO/Gd2O3/GdBCO三维微细图形。进而探究这种微细加工方法制备超导磁通变换器的可行性。

华俊威[3](2021)在《Roebel超导复合导体的电磁特性研究与分析》文中研究表明高温超导材料在电力技术中的应用不仅可以满足承载较大的传输电流的目标,还能极大的减小能量的损耗、提高了运行的高效性、缓解了供电压力。但是高温超导体在大容量超导电力设备的应用远远超出单根超导带材的承载能力,同时高温超导体在交变电流或磁场下产生的交流损耗会带来较大的热量,影响超导设备的运行稳定性,甚至影响安全。通常超导带材的简单并联使用可以一定程度提高载流能力,但超导带材的多根并联会造成电流的分布不均,导致交流损耗过高。因此开展对具有大载流能力、低交流损耗的超导复合导体的研究具有十分重要的现实意义。本文对高温超导带材的临界电流和自场下的交流损耗进行研究,并对堆叠导体和Roebel超导复合导体的临界特性和交流损耗特性进行了研究。本文首先对超导材料的分类和超导电性的基本理论进行阐述,同时基于超导现象对超导体的临界态模型进行了叙述;随后对超导材料交流损耗的分类、产生机理和一些交流损耗的计算模型做了说明;基于麦克斯韦方程组和本构方程对交流损耗的数值计算方法—H方程进行了推导论证。基于H方程的有限元分析方法,对高温超导带材的电磁特性和自场损耗进行分析,并将其交流损耗与Norris模型的计算结果进行比对;随后研究了2根8 mm超导带材组成的堆叠导体和4根4 mm超导带材组成的并行堆叠导体的电磁分布、临界特性和交流损耗特性,对不同堆叠根数下每根带材通入相同电流或通入相同总电流时的交流损耗情况进行分析与研究。基于Roebel导体的三维模型对Roebel导体的结构进行分析,对建模中Roebel模型股与股之间的排布进行了详细说明;以10股Roebel超导复合导体为例,对Roebel导体中的单股线和整个导体的电磁特性进行研究;其次研究了Roebel导体的结构参数(错位长度、角度、换位处结构、垂直方向上股与股之间间隙、单股宽度)和频率对Roebel导体的交流损耗特性的影响机理;最后将堆叠导体、并行堆叠导体、Roebel导体在相同载流下的交流损耗进行比对。最后,基于Labview控制程序搭建了临界电流测量平台,测量了4 mm宽超导窄带和10 mm宽超导宽带的临界电流,并拟合得到E-J特性曲线;搭建了基于锁相放大测量法的交流损耗测量平台,利用测量平台测量了自场下4 mm和10 mm超导带材、裁剪得到的8 mm宽超导带材、2根8 mm宽带组成的垂直堆叠导体、4根4 mm窄带组成的并行垂直堆叠导体和4股Roebel导体的交流损耗特性。并将实验测量结果与有限元仿真所得结果进行分析比对,进而验证仿真模型与实验测量平台的准确性。

孟奕然[4](2021)在《准各向同性高温超导股线的交流损耗研究》文中研究表明多层复合结构的第二代高温超导涂层导体具有高载流能力、高宽厚比、各向异性等特点。准各向同性高温超导股线由第二代高温超导涂层导体堆叠而成,呈中心对称结构,具有高工程电流密度、良好机械特性和低交流损耗等特点。在高场强磁体、大型汇流母线和大电流输电电缆等电力设备的制造方面具有广泛的应用前景。然而,准各向同性高温超导股线运行在交流电磁环境中产生的交流损耗会增大制冷负担,增加运行成本并影响系统的稳定性。因此,准确评估和计算准各向同性高温超导股线在不同工作条件下的交流损耗是超导电力研究最重要的课题之一。论文详细介绍了高温超导导体交流损耗的产生机理,数值仿真的计算原理以及相关实验测量的方法。并在此基础上,从仿真计算和实验测量两方面,研究了准各向同性高温超导股线交流损耗的构成和降低方法。主要包括如下:介绍高温超导导体交流损耗计算的两种主要数值计算方法:H算法和T-A算法。介绍了两种算法的约束方程、计算原理以及两者的优缺点。在此基础上,仿真了高温超导导体磁通钉扎的产生过程并解释交流损耗产生原因。针对准各向同性高温超导股线传输交流电产生的交流损耗。设计实验测量股线的临界电流和交流损耗,搭建准各向同性高温超导股线的三维T-A仿真模型,计算得到股线的交流损耗、电流密度分布和磁场分布。仿真得到的结果与实验结果基本符合。在分析交流损耗构成的基础上,定制扭绞模具,探究准各向同性高温超导股线在不同扭绞状态下的交流损耗关系,给出降低交流损耗的办法。实验测量了准各向同性高温超导股线传输直流电并处于交流外磁场下的磁化损耗、动态损耗和总损耗,搭建二维T-A仿真模型,计算得到整个股线的交流损耗和磁场分布。实验与仿真结果吻合。研究了磁化损耗和动态损耗与传输电流和外磁场强度、频率的关系。文章的工作结果为准各向同性高温超导股线交流损耗的评估和计算提供方法:为制冷系统制冷功率的选择提供依据;为其他结构的第二代高温超导股线的交流损耗分析提供重要参考。

刘子秋[5](2021)在《准各向同性超导股线热稳定性的三维仿真和实验研究》文中研究说明超导体的零电阻特性、完全抗磁性等一系列特殊的物理特性使其在高温低场与低温高场领域均获得研究人员的广泛青睐。随着第二代高温超导体的进一步发展和技术进步,高温超导体在电力行业的实际应用将具备更加宽泛的发展前景。2021年两会上,“碳达峰、碳中和”被首次明确写入政府工作报告,超导电力技术凭借其在电力传输中极低损耗的优点完美符合了此次行动方案的减排要求,然而长期以来高温超导导体在电力系统中的应用面对着一个关键问题:高温超导体的失超问题。具体表现在其最小失超能、失超传播速度的研究,这对电力系统中发生故障时高温超导装置的失超检测与保护有着重要的意义。本文针对准各向同性高温超导股线建立了多种失超模型,研究超导股线的热稳定性,并通过实验进行验证。首先,本文在三维下针对准各向同性超导股线建立基于超导分流理论的电热失超模型,并考虑超导带材热导率的各向异性,复现该股线在失超以及失超恢复两种不同情况下的变化过程,具体表现在股线内部电流密度与温度的变化。其次,考虑到通流时股线的自场可能会影响到其热稳定性,在三维下建立了基丁有限元H法的电磁热失超模型研究自场下股线的热稳定性,包括最小失超能、失超传播速度的仿真计算,展示了股线不同轴向距离的横截面的电流密度、磁感应强度、温度在失超过程中的变化,结果表明最小失超能和股线轴向上失超传播速度与运行电流大小紧密相关,该股线自场对其热稳定性影响不大,该模型可推广应用到外场下超导导体热稳定性的研究。然后,考虑到超导股线内部的界面接触热阻会影响到热流传导,进而影响到失超行为,本文定性并简单定量分析了股线内部界面接触热阻对其热稳定性的影响。研究发现,接触热阻的存在使得股线的横截面存在温度梯度,接触热阻增大了股线的热点最高温度、最小失超能、失超传播速度,超导带材之间的接触热阻对股线热稳定性的影响远小于铜包套与铝填充间的接触热阻的影响。最后,本文制备出一条准各向同性超导股线,利用磁场发生装置对该股线中部实施外界热干扰,测出不同运行电流下最小失超能与失超传播速度的大小,并与仿真计算结果进行对比,最终发现两者在允许误差范围内相符合,验证了本文所建立的失超模型的合理性。

蔡振凯[6](2021)在《Bi-2223超导带材的不可逆拉应变及剪应力强度的可靠性分析》文中指出20世纪80年代末临界温度超过77K的铜氧化物的超导现象被发现,这种具备临界温度大大超过麦克米兰极限(40K)的超导材料称为高温超导材料。高温超导(HTS)材料与传统低温超导材料相比具有更高的临界参数,即临界温度、临界磁场和临界电流密度。高温超导材料所制备的工业超导线在超导强磁体,超导储能器,超导电机等强电领域的应用奠定了基础,具有十分广阔的应用前景。目前商业用的高温超导线主要是一代Bi系的超导带和二代基于稀土元素的REBCO超导带材。超导带材首先需要绕制成工业用的磁体线圈或者电缆,其次通常服役于强磁场,低温环境,并需传输大工程电流。因加工变形、热应力和电磁力的作用下,超导材料会变形。已有研究发现超导带材的变形会造成临界电流的退化,当变形超出某一许可极限时会导致超导材料发生破坏并且引起临界电流发生永久的退化。这给基于高温超导带材的电力设备运行带来极大的安全隐患和应用上的力学挑战。目前在Bi-2223带材力-电行为研究当中,主要关注拉伸不可逆应变极限,而剪切应力对超导带性能的影响鲜有研究,其次由于Bi-2223属于脆性的陶瓷材料,测得的不可逆拉伸应变极限数据离散,不便于工程分析和应用。基于以上两个关键科学问题本文对Bi-2223超导带材在轴向拉伸应力和面内剪切应力作用下临界电流的退化行为展开了研究,通过采用表征陶瓷断裂强度威布尔分布统计分析方法提出了三参数威布尔分布函数,并从可靠性函数的角度出发,通过采用可靠性判据确定同一批次样品的不可逆拉伸应变和不可逆剪切应力,可供工程设计与参考应用。本学位论文的主要工作和取得成果如下:(一)利用实验室自行搭建的高温超导带材力-电测试平台对Bi-2223带材进行77k下拉伸加载临界电流测试实验,以获得每一个样品的临界电流-应变退化曲线,采用临界电流退化的5%为判据,得出相应的不可逆拉伸应变,然后采用三参数的威布尔分布函数对32组实验数据进行统计分析,通过99%可靠度判据获得Bi-2223拉伸的不可逆拉伸应变统计结果,该结果可视为同一批次的Bi2223带材工程拉伸不可逆应变有效值。(二)选择利用双槽口拉伸剪切的方式对Bi-2223高温超导带材进行面内剪切试验,发现了剪切作用下临界电流退化的行为,采用临界电流退化的5%为判据,获得不可逆剪切应力。对26组实验得到的不可逆剪切应力的数据进行正态分布和三参数威布尔分布统计的分析,通过对比进一步确定威布尔分布在剪切应力统计分析的适用性,并基于99%可靠度获得不可逆剪切应力值作为不可逆剪切应力强度,该剪切强度可作为同一批次超导带的工程应用的参考值。

杨易霖[7](2021)在《高压下铷硼化合物结构及性质的第一性原理研究》文中认为金属硼化物常表现出超导、超硬等优异的物理性质,它的相关研究在基础科学领域和工业领域都得到了广泛关注。前期工作表明,碱土金属硼化物MgB2是典型的Bardeen-Cooper-Schrieffe(Bcs)传统超导体,并在常压下创造了传统超导体超导转变温度39K的纪录。除此以外,部分过渡金属硼化物因其三维共价网络展现了优异的超硬特性。因此设计出新型硼化物,探索其内在物理性质,将有助于加深对其相关物理化学性质和潜在物理机制的理解。在本工作中,我们使用先进的粒子群结构预测方法结合第一性原理计算,对凝聚态Rb-B系统在广泛的化学配比范围内进行了示范性的研究,并得到了以下创新结果。发现了三个热力学与动力学稳定的化合物六方晶系的RbB、单斜晶系的RbB3以及立方晶系的RbB6,它们分别在超过6.8、50和2.5Gpa的压强下稳定。RbB6在14.5Gpa时从立方结构转变为正交结构,然后在70Gpa时转变为单斜结构。电子性质的计算表明,六方晶系的RbB、单斜晶系的RbB3都是金属相,而RbB6随着压强的增加,经历了从金属到半导体,然后再到金属的转变。进一步理论计算表明,RbB6是一种声子媒介的超导体,在常压下的超导临界温度为7.3-11.6K。此外,Rb-B的硬度测算展现了硼化物固有的硬度特性,估算的维氏硬度最高约为28Gpa。

赵军节[8](2021)在《钛氧化物超导薄膜的制备及物性研究》文中研究表明过渡金属氧化物具有丰富的电子性质和相变特征,对于超导体的探索有着重要作用。钛氧化物作为过渡金属氧化物的代表,氧化物种类丰富。目前,钛氧化物超导薄膜主要有TiO、Ti407、γ-Ti3O5以及TiO,Ti2O3,γ-Ti3O5三相共晶薄膜,它们的超导转变温度分别为7.65K、3.0K、7.1K、6.3K。制备高质量钛氧化物薄膜是研究其超导特性的前提。本文采用脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上制备了钛氧化物薄膜,通过电输运测试确定薄膜具有超导特性,探究了生长压强与温度、退火温度、衬底退火温度、膜厚和背景气氛对薄膜超导特性的影响,从而摸索出薄膜的最优生长条件,超导转变温度提升到9K。薄膜的超导电性与载流子浓度有关,场效应调节可以在不改变晶格结构的前提下改变载流子浓度,本文研究了在电场下钛氧化物的电输运性质,在薄膜上施加±5V的电场,结果显示电场对于钛氧化物薄膜的调控效果很小。离子注入是通过向薄膜注入高能离子,离子与薄膜发生碰撞后留在靶材内,诱导薄膜产生缺陷,而钛氧化物的超导特性与氧缺陷密切相关。本文向薄膜内注入不同剂量的氦离子,发现当离子注入剂量增大,薄膜的超导转变温度也随之降低。另外还对薄膜表面和内部进行了XPS分析,观察到薄膜表面只含有Ti4+,薄膜内部含有Ti4+、Ti3+、Ti2+三种离子。并且随着压强的增大,薄膜表面Ti4+的含量逐渐降低。

杨超[9](2021)在《人工纳米结构高温超导绝缘相变研究》文中研究说明自发对称破缺与元激发是凝聚态物理的基石,在此基础上的相变以及临界现象是凝聚态物理的经典阐释,如超导相变、超流相变、铁磁相变等都可以在朗道热力学相变的理论框架下进行理解。随着理解的深入,两类相变被认为是超越了与自发对称破缺有关的朗道相变的范式,一类是拓扑相变,另一类是超导-绝缘体相变等所代表的量子相变。在二维超导体系中,绝对零度下的基态除超导态和绝缘态外,量子金属态是否存在是国际学术界三十多年来悬而未决的难题;以及在高温超导体系中,量子临界区的奇异金属与普朗克耗散也是凝聚物理学的研究热点。以此为背景,本文在人工纳米多孔结构高温超导钇钡铜氧(YBCO)薄膜中,系统地研究了超导-量子金属-绝缘相变,首次完全证实了量子金属态的存在,并详细研究了量子临界区标度不变性的性质,并首次在玻色子体系中发现了奇异金属态,揭示了耗散对量子体系的影响,主要包括以下三个方面:(1)通过转移纳米蜂窝结构的多孔氧化铝(AAO)模板到高质量的高温超导YBCO薄膜上,采用反应离子刻蚀方法制备YBCO多孔薄膜。通过调控反应离子刻蚀时间,实现了YBCO多孔薄膜的超导-量子金属-绝缘相变。量子金属态存在的直接证据是体系的电阻随着温度降低表现出饱和特性,YBCO多孔薄膜的电阻饱和温度高达5 K,远远高于常规超导体系,提升量子金属态的稳定性和实验结果的可信度。调控YBCO多孔薄膜的无序度绘制了超导-量子金属-绝缘相变的完备相图。(2)通过系统的极低温变磁场下的电学输运测试,发现超导态、金属态与绝缘态这三个量子基态都有与库珀对(玻色子)相关的h/2e周期的超导量子磁通振荡,表明量子金属态与载流子为费米子的传统金属不同,是玻色金属态,因此揭示出玻色子对量子金属态的形成起主导作用。本论文通过测试不同量子态的量子振荡振幅随温度的变化系统研究了量子相位相干性衍化。实验发现,具有量子金属态效应的YBCO多孔薄膜,量子振荡振幅随温度的降低先迅速增大然后在低温下饱和。进一步分析揭示出振荡振幅饱和对应于相位相干长度饱和,是量子金属形成的一种可能的机制。振荡在低温下饱和可能来源于某种退相干机制或耗散效应。此外,在量子相变点附近的绝缘态观测到了h/4e量子振荡的实验迹象,这种h/4e量子振荡可能揭示了一种新颖的量子态(Charge-4e态),与配对密度波有关,由条纹超导态激发导致。(3)本文进一步发现了在YBCO多孔薄膜中的量子临界点附近存在奇异行为,表现为电阻随温度线性变化,称为玻色奇异金属态。与费米子(奇异金属态)的散射频率1/τ到达普朗克耗散极限k BT/?类似,通过线性电阻温度曲线的斜率,计算出玻色载流子的弛豫频率也到达了普朗克极限,这说明普朗克耗散是普适的,超越粒子统计规律的。在量子临界区附近的磁电阻也是线性,且满足标度不变特性,揭示了耗散过程在玻色子的量子相变中起到了重要作用。该耗散过程不仅在固态材料中会引起奇异的输运过程,也会在冷原子的输运中体现。本文的研究将奇异金属扩展到玻色子系统,这表明在没有准粒子的量子物质中存在普适的输运规律,为耗散量子体系提供了基础性研究的价值和意义。

张俊杰[10](2021)在《基于多模谐振器的高温超导滤波器技术研究》文中进行了进一步梳理微波滤波器是通信、雷达、导航等系统中常用的经典器件,也是国家核高基重大科技专项核心器件的主要研究方向之一。其中极低损耗、高选择性、高带外抑制的高温超导(High Temperature Superconducting,HTS)滤波器已成为电子信息系统加固与防御的核心器件之一,在国防武器装备、通信与电子系统、经济社会各个领域具有十分广阔的应用前景。其相关理论和技术研究当属微波无源器件前沿领域,也是当前移动通信、卫星通信等关键技术方向上的重点研究内容之一。器件的小型化对其在系统中的可集成性起到尤为重要的作用,多模谐振器具有紧凑的体积,因此常被用来设计小型化的高温超导滤波器。本文针对基于多模谐振器的高温超导滤波器技术开展研究,设计并实现了一系列高性能的宽带、多通带及多通带平衡的小型化高温超导滤波器。本文主要完成了以下三个方面的研究内容和创新工作:1.提出了基于自耦合结构的阶梯阻抗型/枝节加载阶梯阻抗型谐振器的一般化设计方法,研究了自耦合中央短路枝节加载,中央开路枝节加载等不同条件下的阶梯阻抗谐振器特性,与传统的阶梯阻抗谐振器和枝节加载谐振器相比,该结构显着地减小了电路的几何尺寸,提高了相对的设计自由度。对三种谐振器结构谐振特性进行了详细分析,基于上述三种新型谐振器分别设计实现了三模三通带、四模四通带、四模宽带的高温超导滤波器,并综合运用电磁混合耦合、源与负载耦合等方法,获得了优异的带外抑制特性、通带间隔离度、小型化等多项优越性能。2.提出了十字交叉型阶梯阻抗谐振器的一般化设计方法。首先提出了十字交叉型阶梯阻抗半对称多模谐振器的设计方法,通过在谐振器间引入高阻抗线,容性负载耦合线结构,获得了多个独立通带耦合系数的灵活控制;“耦合+搭接”混合双馈线结构获得了多通带所需的额定品质因数。该方法突破了通带隔离度要求高、以及各通带带宽难以灵活控制的难题。设计实现了一个三模三通带高温超导滤波器,获得了三个通带的中心频率和带宽相对独立可控、小型化、高选择性、低插损的优越性能,验证了本方法的正确性和有效性;提出了十字交叉型阶梯阻抗全对称多模谐振器的设计方法,设计实现了一个三模三通带高温超导平衡滤波器,获得了宽范围内的高共模抑制,且兼具差模激励下通带中心频率及带宽独立可控的优越性能,实现了更好的串扰噪声抑制性能。3.引入了双模复合左右手传输线概念,给出了基于复合左右手传输线双模高温超导滤波器的等效电路模型,开展了中心频率和带宽独立控制机理的研究和分析。用该模型方法设计实现了一个双通带高温超导滤波器,获得了两个通带中心频率和带宽均独立可控、超紧凑型(为原尺寸的五分之一)的优越性能,验证了该模型的准确性和有效性。

二、钇钡铜氧超导体表面电子特性研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、钇钡铜氧超导体表面电子特性研究(论文提纲范文)

(1)嵌入式LaCoO3/YBa2Cu3O7-x异质结构的制备及其电磁性能的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 高温超导 YBa_2Cu_3O_(7-x) 薄膜
    1.2 钴酸镧铁磁薄膜
    1.3 铁磁/超导异质结
        1.3.1 铁磁超导之间的相互作用
        1.3.2 铁磁/超导异质结的研究现状
    1.4 微细图形化的方法
        1.4.1 工业化微细加工技术
        1.4.2 感光溶胶-凝胶法
    1.5 研究目的及意义
    1.6 主要研究内容
2 实验方案及设备
    2.1 实验方案
    2.2 实验试剂及设备
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 薄膜制备设备
        2.2.3 薄膜性能表征设备
3 薄膜的制备及其微细图形化的研究
    3.1 钴酸镧感光溶胶的配制及其感光机理分析
        3.1.1 钴酸镧感光溶胶的配制
        3.1.2 钴酸镧感光溶胶的感光机理分析
        3.1.3 钴酸镧凝胶薄膜的感光性分析
    3.2 微图形化钴酸镧薄膜的制备工艺
        3.2.1 不同预处理条件对LaCoO_3微细图形化的影响
        3.2.2 不同曝光时长对LaCoO_3微图形化的影响
        3.2.3 不同溶洗条件对LaCoO_3微图形化的影响
    3.3 钴酸镧薄膜的热处理工艺
    3.4 不同衬底上钴酸镧薄膜的生长
    3.5 YBCO薄膜的制备及其微细图形化
        3.5.1 YBCO薄膜的制备
        3.5.2 YBCO薄膜的微细图形化
    3.6 钴酸镧/YBCO异质结的制备
        3.6.1 套刻掩模版的设计
        3.6.2 复合结构套刻工艺流程
    3.7 小结
4 LCO/YBCO 异质结构的电磁性能研究
    4.1 LCO点阵/YBCO复合薄膜的磁学性能研究
        4.1.1 LCO 薄膜和 YBCO 薄膜的磁性表征
        4.1.2 不同微图形尺寸的钴酸镧点阵/YBCO复合薄膜的磁性能表征
    4.2 钴酸镧点阵/YBCO 异质结构对 YBCO 薄膜的电学性能研究
        4.2.1 微图形化的 YBCO 薄膜的 R-T 性能表征
        4.2.2 不同尺寸的钴酸镧点阵/YBCO 微桥结构复合薄膜的 R-T 性能表征
        4.2.3 不同尺寸的钴酸镧点阵/YBCO 微桥结构的复合薄膜 V-I 性能表征
        4.2.4 不同磁场下钴酸镧点阵/YBCO 微桥结构的复合薄膜的 V-I 性能
    4.3 本章小结
5 结论
致谢
参考文献

(2)GdBa2Cu3O7-x超导薄膜三维图形的制备(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1.前言
    1.1 高温超导体
    1.2 GdBCO及其多层膜
        1.2.1 GdBCO超导体
        1.2.2 GdBCO的晶体结构与外延生长
        1.2.3 GdBCO及多层膜的研究现状
        1.2.4 GdBCO薄膜及多层膜的制备方法
        1.2.5 GdBCO多层膜的应用
        1.2.6 多层膜中间层的选择
    1.3 本论文的主要研究内容与意义
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究意义
2.实验技术路线与方案
    2.1 研究技术路线
    2.2 实验所用仪器设备
        2.2.1 薄膜制备设备
        2.2.2 性能分析设备
    2.3 实验所用化学试剂
3.底层GdBCO薄膜及微细图形的研究
    3.1 无氟GdBCO溶胶的配置及凝胶膜的制备
    3.2 GdBCO薄膜的热处理工艺研究
        3.2.1 GdBCO薄膜相成分分析
        3.2.2 GdBCO薄膜相取向分析
        3.2.3 GdBCO薄膜的表面SEM测试
        3.2.4 GdBCO薄膜超导性能分析
    3.3 GdBCO溶胶的感光机理研究
        3.3.1 GdBCO溶胶的紫外红外光谱分析
        3.3.2 GdBCO凝胶膜的紫外感光性研究
    3.4 GdBCO凝胶膜微细加工工艺探索
    3.5 本章小结
4.Gd_2O_3薄膜及微细图形的研究
    4.1 Gd_2O_3溶胶的配置及凝胶膜的制备
    4.2 Gd_2O_3溶胶的红外及紫外光谱分析
        4.2.1 Gd_2O_3溶胶的红外分析
        4.2.2 Gd_2O_3溶胶的紫外分析
    4.3 Gd_2O_3热处理工艺的探索
        4.3.1 在LAO基板上制备Gd_2O_3薄膜的XRD分析
        4.3.2 在LAO基板上的Gd_2O_3/GdBCO双层膜的制备
        4.3.3 Gd_2O_3/GdBCO双层膜的XRD分析
        4.3.4 Gd_2O_3/GdBCO双层膜的性能测试
    4.4 Gd_2O_3凝胶膜微细加工工艺的探索
    4.5 小结
5.复合膜的研究及微细图形的套刻
    5.1 800℃较低温度下GdBCO热处理工艺探索
        5.1.1 800℃下GdBCO的 XRD分析
        5.1.2 800℃下GdBCO的 SEM分析
        5.1.3 不同温度下GdBCO的超导性能分析
    5.2 GdBCO/Gd_2O_3/GdBCO三层膜的研究
        5.2.1 GdBCO/Gd_2O_3/GdBCO三层膜的制备及XRD分析
        5.2.2 GdBCO/Gd_2O_3/GdBCO三层膜的SEM分析
        5.2.3 GBCO/Gd_2O_3/GdBCO三层膜超导性能测试
    5.3 GdBCO/Gd_2O_3/GdBCO三维图形的套刻
        5.3.1 Gd_2O_3膜的微细加工
        5.3.2 Gd_2O_3/GdBCO双层膜的微细套刻
        5.3.3 GdBCO线圈图形的微细加工
        5.3.4 GBCO/Gd_2O_3/GdBCO三维图形的微细套刻
    5.4 小结
6.结论
致谢
参考文献

(3)Roebel超导复合导体的电磁特性研究与分析(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 超导概述
        1.2.1 超导材料简介
        1.2.2 超导体的分类
        1.2.3 超导技术的应用
    1.3 交流损耗发展现状
    1.4 Roebel超导复合导体的研究发展现状
    1.5 本文研究内容
2 高温超导体交流损耗理论
    2.1 超导体基本理论
        2.1.1 零电阻效应
        2.1.2 迈斯纳效应
        2.1.3 约瑟夫森效应
        2.1.4 超导体的临界参数
    2.2 超导体基本模型
        2.2.1 Bean模型
        2.2.2 E-J幂次定律
        2.2.3 Kim临界态模型
    2.3 超导体的交流损耗理论
        2.3.1 Norris模型
        2.3.2 H方程
    2.4 本章小结
3 高温超导复合导体的仿真研究
    3.1 高温超导带材的交流损耗计算与分析
        3.1.1 超导带材的建模
        3.1.2 超导带材交流损耗分析
    3.2 堆叠超导带材的仿真
        3.2.1 8 mm宽的镀铜超导带材垂直堆叠
        3.2.2 4 mm宽的镀铜超导带材并行垂直堆叠
    3.3 本章小结
4 Roebel超导复合导体的仿真分析与研究
    4.1 Roebel超导复合导体的结构
    4.2 三维Roebel超导复合导体的仿真分析
        4.2.1 三维Roebel超导复合导体单股线分析
        4.2.2 Roebel超导复合导体仿真分析
    4.3 结构参数对Roebel导体交流损耗的影响分析
        4.3.1 错位长度对Roebel导体交流损耗的影响
        4.3.2 角度对Roebel导体交流损耗的影响
        4.3.3 换位处结构对Roebel导体交流损耗的影响
        4.3.4 垂直方向间隙对Roebel导体交流损耗的影响
        4.3.5 单股宽度对Roebel导体交流损耗的影响
    4.4 频率对Roebel导体交流损耗的影响分析
    4.5 堆叠导体与Roebel导体对比分析
    4.6 本章小结
5 超导体实验分析
    5.1 实验方法与实验平台
        5.1.1 临界电流测量方法及实验平台
        5.1.2 交流损耗测量方法及实验平台
    5.2 超导带材实验测量
    5.3 堆叠导体实验测量
    5.4 Roebel超导复合导体实验测量
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(4)准各向同性高温超导股线的交流损耗研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 超导体交流损耗的仿真
    2.1 A-V算法和T-Ω算法
    2.2 适用于超导材料电阻特性的H算法和T-A算法
    2.3 第二代高温超导导体的磁通钉扎
    2.4 本章小结
第3章 准各向同性高温超导股线的传输损耗
    3.1 准各向同性高温超导股线制备与实验平台搭建
    3.2 准各向同性高温超导股线的模型简化与搭建
    3.3 准各向同性高温超导股线传输损耗分析
    3.4 本章小结
第4章 准各向同性高温超导股线扭绞下的交流损耗
    4.1 扭绞模具与临界扭距
    4.2 扭绞股线的三维T-A仿真
    4.3 探讨扭绞与交流损耗的关系
    4.4 本章小结
第5章 准各向同性高温超导股线的磁化损耗和动态损耗
    5.1 磁化损耗测量原理
    5.2 实验样品及实验平台
    5.3 仿真结果与数据分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(5)准各向同性超导股线热稳定性的三维仿真和实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超导导体的发展进程与现状
        1.2.2 国内外超导导体热稳定性的研究现状
    1.3 论文主要内容
第2章 准各向同性超导股线失超模型的建立
    2.1 准各向同性超导股线结构参数
    2.2 股线临界电流的求解
    2.3 股线失超模型描述与基本方程
        2.3.1 股线失超模型描述
        2.3.2 基本方程
    2.4 仿真结果与分析
    2.5 本章小结
第3章 自场下准各向同性超导股线热稳定性分析
    3.1 自场下超导股线三维磁热失超模型的建立
        3.1.1 电磁场模型
        3.1.2 热传导模型
    3.2 热稳定性理论
    3.3 自场下股线的热稳定性研究结果
    3.4 本章小结
第4章 接触热阻对股线热稳定性的影响
    4.1 接触热阻的机理
    4.2 接触热阻对超导股线热稳定性的影响
        4.2.1 仿真过程及结果
        4.2.2 接触热阻对超导股线热稳定性影响的定量分析
    4.3 本章小结
第5章 股线热稳定性实验研究
    5.1 样品准备
    5.2 实验流程及电路搭建
    5.3 实验
    5.4 结果与讨论
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文以及参加项目
致谢

(6)Bi-2223超导带材的不可逆拉应变及剪应力强度的可靠性分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 超导体的发展情况及其材料特性
    1.2 Bi-2223 带材的研究现状以及应用过程中面临的力学问题
    1.3 威布尔分布相关原理及其应用
    1.4 本文主要研究内容
第二章 Bi-2223 带材的不可逆拉伸应变及其可靠性分析
    2.1 实验方法
    2.2 Bi-2223 带材的不可逆拉伸应变及其可靠性分析
    2.3 本章小结
第三章 Bi-2223 带材的不可逆剪切应力及其可靠性分析
    3.1 实验原理与实验装置
    3.2 Bi-2223 带材的不可逆剪切应力及其可靠性分析
    3.3 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
致谢

(7)高压下铷硼化合物结构及性质的第一性原理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 高压科学的意义与发展
    1.2 计算机模拟的研究意义
    1.3 超导材料
        1.3.1 超导材料的特征
        1.3.2 超导材料的分类
        1.3.3 超导的研究进程
    1.4 硼化物的研究背景
    1.5 选题意义
第二章 基础理论与计算方法
    2.1 第一性原理计算
        2.1.1 波恩-奥本海默近似
        2.1.2 哈特利-福克近似
    2.2 密度泛函理论(DFT)
        2.2.1 霍亨勃格-孔恩定理
        2.2.2 孔恩-沈吕九方程
        2.2.3 交换关联
    2.3 赝势方法
    2.4 晶体结构预测
        2.4.1 粒子群优化算法
        2.4.2 CALYPSO软件
    2.5 晶格动力学稳定
    2.6 超导计算理论
    2.7 硬度计算
第三章 高压下Rb-B结构相变与性质
    3.1 计算细节
    3.2 结果讨论
        3.2.1 Rb-B的结构稳定性
        3.2.3 Rb-B的动力学稳定性
        3.2.4 Rb-B的电学、硬度性质
第四章 总结与展望
参考文献
作者简介
致谢

(8)钛氧化物超导薄膜的制备及物性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超导概述
    1.2 钛金属及其钛氧化物性质
    1.3 钛氧化物超导薄膜研究进展
    1.4 本论文主要研究工作
第二章 钛氧化物超导薄膜的制备
    2.1 脉冲激光沉积法
    2.2 脉冲激光沉积法制备钛氧化物薄膜
第三章 钛氧化物超导薄膜的表征
    3.1 X射线衍射
    3.2 X射线反射率
    3.3 综合物性测量系统
    3.4 扫描电子显微镜
    3.5 原子力显微镜
    3.6 X射线光电子能谱
第四章 实验结果与分析
    4.1 生长条件对薄膜特性的影响
        4.1.1 生长压强与温度对薄膜特性的影响
        4.1.2 退火温度对薄膜特性的影响
        4.1.3 衬底退火温度对薄膜特性的影响
        4.1.4 膜厚对薄膜特性的影响
        4.1.5 背景气氛对薄膜特性的影响
    4.2 离子注入
    4.3 离子调控
    4.4 磁性测量
    4.5 X射线光电子能谱分析
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(9)人工纳米结构高温超导绝缘相变研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 超导概述
    1.2 铜基高温超导体简介
    1.3 超导绝缘相变
        1.3.1 常规超导体中的超导绝缘相变
        1.3.2 高温超导绝缘相变
    1.4 .Kosterlitz-Thoules相变
    1.5 .量子金属态
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 相关实验
    1.6 论文选题依据与研究方案
第二章 钇钡铜氧多孔薄膜的制备与表征
    2.1 钇钡铜氧薄膜的制备
        2.1.1 磁控溅射设备与材料
        2.1.2 工作原理
        2.1.3 影响因素
        2.1.4 实验步骤
    2.2 阳极氧化铝模板
        2.2.1 阳极氧化铝模板的制备
        2.2.2 阳极氧化铝模板的几何尺寸要求
        2.2.3 阳极氧化铝模板的表征
    2.3 反应离子刻蚀法
        2.3.1 工作原理
        2.3.2 设备介绍
        2.3.3 影响因素
    2.4 钇钡铜氧多孔薄膜的表征
    2.5 钇钡铜氧多孔薄膜的输运测试方法
    2.6 本章小结
第三章 高温超导钇钡铜氧纳米多孔薄膜的量子相变
    3.1 实验结果
        3.1.1 钇钡铜氧多孔薄膜的超导-量子金属-绝缘量子相变
        3.1.2 钇钡铜氧多孔薄膜超导绝缘相变中的玻色金属态
        3.1.3 钇钡铜氧多孔薄膜的霍尔电阻测试
        3.1.4 钇钡铜氧多孔薄膜量子相变的相图
    3.2 实验结果的讨论
    3.3 本章小结
第四章 钇钡铜氧多孔薄膜的量子振荡
    4.1 钇钡铜氧多孔薄膜的h/2e量子振荡
        4.1.1 研究背景
        4.1.2 实验结果
        4.1.3 理论模型讨论
    4.2 钇钡铜氧多孔薄膜的h/4e量子振荡
        4.2.1 研究背景
        4.2.2 实验结果
    4.3 本章小结
第五章 钇钡铜氧多孔薄膜量子相变中临界点的奇异行为
    5.1 研究背景
    5.2 钇钡铜氧多孔薄膜中的玻色奇异金属态
    5.3 玻色子体系的普朗克耗散
    5.4 垂直场线性磁电阻
    5.5 标度不变性的实验证据
    5.6 实验结果讨论及可能相关的理论模型
    5.7 本章小结
第六章 钇钡铜氧多孔薄膜的面内各向异性
    6.1 研究的物理意义简介
    6.2 钇钡铜氧多孔薄膜的面内平行场各向异性输运实验
        6.2.1 强超导态的面内平行场转角输运实验
        6.2.2 弱超导态的面内平行场转角输运实验
        6.2.3 量子金属态的面内平行场转角输运实验
        6.2.4 三种量子态的对比
    6.3 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(10)基于多模谐振器的高温超导滤波器技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 高温超导滤波器研究现状
        1.2.1 宽带高温超导滤波器
        1.2.2 多通带高温超导滤波器
    1.3 论文研究思路及主要内容
        1.3.1 论文研究思路
        1.3.2 论文研究内容
第二章 高温超导滤波器理论基础
    2.1 引言
    2.2 高温超导材料的电磁及微波特性
        2.2.1 超导材料复电导率
        2.2.2 超导材料表面电阻
        2.2.3 非线性效应
        2.2.4 衬底材料介电常数
    2.3 高温超导滤波器设计方法
        2.3.1 奇偶模分析法
        2.3.2 滤波器网络综合设计方法
        2.3.3 内外耦合系数的提取
    2.4 高温超导滤波器加工和测试方法
    2.5 本章小结
第三章 自耦合阶梯阻抗结构多模高温超导滤波器研究
    3.1 引言
    3.2 耦合线结构
    3.3 基于自耦合阶梯阻抗谐振器的三通带滤波器的设计与实现
        3.3.1 谐振特性分析
        3.3.2 带宽分析
        3.3.3 三通带滤波器的设计与实现
        3.3.4 测试与验证
    3.4 基于自耦合枝节加载阶梯阻抗谐振器的宽带、四通带滤波器的设计与实现
        3.4.1 谐振特性分析
        3.4.2 宽带滤波器的设计与实现
        3.4.3 四通带滤波器的设计与实现
    3.5 本章小结
第四章 十字交叉型阶梯阻抗多模高温超导滤波器研究
    4.1 引言
    4.2 三通带滤波器的设计与实现
        4.2.1 谐振特性分析
        4.2.2 内部和外部耦合分析
        4.2.3 测试与验证
    4.3 三通带平衡滤波器的设计与实现
        4.3.1 差模共模等效电路分析
        4.3.2 单元结构及内外部耦合结构设计
        4.3.3 共模抑制枝节设计
        4.3.4 测试与验证
    4.4 本章小结
第五章 复合左右手传输线双模高温超导滤波器研究
    5.1 引言
    5.2 谐振特性分析
    5.3 双通带滤波器的设计与实现
        5.3.1 中心频率分析
        5.3.2 内部和外部耦合分析
    5.4 测试与验证
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 后期工作展望
致谢
参考文献
作者简历

四、钇钡铜氧超导体表面电子特性研究(论文参考文献)

  • [1]嵌入式LaCoO3/YBa2Cu3O7-x异质结构的制备及其电磁性能的研究[D]. 陈雪婷. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]GdBa2Cu3O7-x超导薄膜三维图形的制备[D]. 杨琳娜. 西安理工大学, 2021(01)
  • [3]Roebel超导复合导体的电磁特性研究与分析[D]. 华俊威. 北京交通大学, 2021
  • [4]准各向同性高温超导股线的交流损耗研究[D]. 孟奕然. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [5]准各向同性超导股线热稳定性的三维仿真和实验研究[D]. 刘子秋. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [6]Bi-2223超导带材的不可逆拉应变及剪应力强度的可靠性分析[D]. 蔡振凯. 兰州大学, 2021(09)
  • [7]高压下铷硼化合物结构及性质的第一性原理研究[D]. 杨易霖. 吉林大学, 2021(01)
  • [8]钛氧化物超导薄膜的制备及物性研究[D]. 赵军节. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [9]人工纳米结构高温超导绝缘相变研究[D]. 杨超. 电子科技大学, 2021(01)
  • [10]基于多模谐振器的高温超导滤波器技术研究[D]. 张俊杰. 战略支援部队信息工程大学, 2021(01)

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钇钡铜酸盐超导体的表面电子特性研究
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