鉈鈣鋇銅氧化物高溫超導體的損耗研究

Abstract

高溫超導體為J.G Bednorz 及K.A.m邦ller 兩位于1986年在鋼鋇銅氧化物中所發現 . 其后的研究, 在鉈鈣鋇銅氧化物中發現了臨界溫度為125K的超導材料. 本文之工 作主要為製備單相的鉈系超導塊材及薄膜, 並了解此材料于超導時損耗態的性質. 在塊材製備方面, 本文描述了自行開發的兩階段燒結製程, 可製備出穩定的單相 超導塊材. 在薄膜的製備方面, 本文描述了利用自製單靶直流濺鍍 系統成功地製備出鉈鈣鋇銅氧化物超導薄膜的細節. 製成的薄膜具有C-軸垂直基板 的方向性, 最高的零電阻溫度為108K. 77K 時臨界電流密度超過。 本文並 描述了自行開發且極具應用價值的光罩蝕刻技術. 在鉈系超導材料的電流電壓特性曲線的研究上, 觀察到磁通線運動經歷兩階段的轉 變, 即由在玻璃態的躍動轉變為磁通線潛變再轉變為磁通線的流動. 在高損耗態時 , 電流電壓關係為乘冪關係. 將超導顆粒間區域視為磁通線之釘紮中心可定性地解釋在不同溫度及磁場下電流電 壓特性曲線的行為. 在低損耗態時, 我們發現由低溫 到高溫時, 電流電壓特性曲線經過一個轉變類似由玻璃態磁渦旋到液態磁渦旋的相 轉換. 而這種由傳輸電流測量所定義出的相邊界與由直流磁性測量所得到的非可逆 線並不相同. 最后, 本文描述了由徽波感應所產生的定電壓電流階梯與直流電壓等的約瑟芬遜效 應在我們製備出的鉈系超導徽橋中同時被觀測到的現象.