扰技术；发展适用的信号处理方法。 在传统的NMR中, 信号与核磁化强度和核磁矩的进动频率成正比, 而这两个量均正比于磁场。所以传统的NMR或MRI中需要采用强磁场。但是, 低场下的NMR一直吸引着科学家们的关注, 因为不少情况下, 低场得到的信息很难在强场下得到。随作磁场的降低, 磁共振的频率降低, 因而常规的探测线圈灵敏度大大降低。一个有效地克服这一难题的途径就是采用超导SQUID器件作为探测元件, 可以对从兆赫兹直到直流的磁信号进行测量, 可在mT甚至?T磁场下获得NMR信号, 同时也不需要具有极高均匀性的强磁场, 使得成本降低。 在具体的实施中, 首先采用高温超导SQUID器件进行实验, 在典型样品中获得NMR信号, 研究环境电磁噪声和待测样品引入的噪声对信号的影响。进行编码方式研究, 研究二维成像。在基础上探索利用低温器件提高信噪比等。 四、年度计划
年度 研究内容 预期目标 年度 研究内容 预期目标 1. 确定一些重点研究体系，了解成相规律，制定研究探索方案。根据各种材料的特点建立相应的实验设备。 确定新型超导材料探索的范围，2. 制备出更多系列的高质量高并准备好前期条件，开始探索。制备出更多系列的高质量高温超导单晶和低能激发的研究。着手发展先进的实验手段，如建立微波谐振，角分辨光电子谱设备，Hall探头阵列实验手段。完善热测量和电子拉曼谱测量条中子辐照实验，进行提高临界电流的温超导单晶体。建立和完善必要的研究手段。 成相的物理化学过程模型，揭示其元素掺杂体系中依次出现各种亚稳相的相变机制等。完成用HPCVD生长厚膜制备MgB2超导长线（带）的方案和相应的物理论证。 成机理和影响因素。了解影响种子层取向生长的参数，并分析原因，提出解决措施。弄清控制化学溶液法制备的氧化物隔离层的关键因素，给出合理解释。 征约瑟夫森结的制备工艺。制备高质量超导MgB2薄膜。得到介观SQUID中的分离能级计算结果。得到SQUID心磁测量信号去噪声处理方法。 本年度发表学术论文60篇以上，影响因子3以上的论文15篇以上,申报专利3项以上。 和竞争序超导单晶，开展电子态相图3. 建立MgB2及其元素掺杂体系第 件。对实用超导材料进行化学掺杂及 尝试。对二硼化镁超导材料的成相规4. 了解金属基带立方织构的形材料制备。对钇钡铜氧涂层导体的各种方法进行分析、筛选并努力切实可织构性研究。完善制备至亚微米尺寸的各种高性能超导结和电路工艺。细成的结器件特性的不均匀性以及制备工艺各个环节对结器件性能的影响，有效地提高结器件的成品率和各类应用要求的适应性；建立完善低温、低噪声和高频测试系统。 一 律进行探索，获得相图并指导下一步 年 行的制备方法。同时进行金属基带的致研究由于制备技术的不精确所造5. 成熟并完善已有的亚微米本年度 研究内容 预期目标 1. 制备出更多系列的高质量高温超导单晶和竞争序超导单晶。 开始尝试烧结制备新型超导材2. 争取获得满足需要的高度取料，并伴随新材料的出现进行表征。温超导单晶和竞争序超导单晶。完善微波谐振，角分辨光电子谱设备和 手段，开展赝能隙区域的输运以及低能激发的研究，并努力构造图象。综合各种手段，对实用超导材料进行提高临界电流的尝试。开展介观尺度超Josephson涡旋的动力学研究。建立MgB2及其元素掺杂体系的成分-温度-向的织构基带材。 导结。建立太赫兹波准光耦合系统。 加工变形机制和物理原理。制备出18-50芯MgB2线带材，超导芯丝直径达到50-70μm,工程临界电流密度达到6×104A/cm2(25K,1T)。确定HPCVD生长元素掺杂MgB2超导膜过程中，掺杂元素类型和影响超导电性的规律。 平面内?扫描半高宽达到8-10?。通过研究基底对种子层的影响，摸索获得稳定织构种子层的生长工艺。初步掌握在金属基底上生长YBCO涂层导体的技术。 膜，摸索出MgB2薄膜中结的制备方法。新的SQUID或梯度计器件。初步完成SQUID进行NMR测量的装置。 本年度发表学术论文80篇，影响因子3以上的论文20篇以上,申报专利5项以上。 进一步制备出更多系列的高质量高3. 制备亚微米尺寸的高性能超Hall 探头阵列实验手段。利用多种4. 提出MgB2多芯线带材电塑性第 导体的量子行为的研究，以及 二 压力实验相图，建立了阶段性亚稳相 次出现各种亚稳相的相变机制。研究律。在相图的指导下进行粉末套管法和厚膜生长方法的探索。对钇钡铜氧涂层导体的金属基带进行细致研究和工艺探索，同时开展阻挡层和钇钡和高频测试系统对超导结器件进行系统的电磁特性和噪声特性的测量，深入研究相关参数的温度、磁场、频率和尺寸等变化规律，对器件的电磁和噪声机理有较明确的认识。 转变理论，揭示其元素掺杂体系中依5. 提高金属基带立方织构度，年 掺杂提高临界电流和临界磁场的规铜氧薄膜的制备。利用低温、低噪声6. 制备出性能良好的MgB2薄年度 研究内容 进一步寻找新型超导材料。如果顺利地找到了新型材料，我们可以率预期目标 先开展很多物性研究。进行超导单晶1. 制备一批高质量的新型超导质量的优化，获得多系列不同掺杂的高温超导单晶。开展赝能隙区域的扫域电子态密度的关系。研究超导压制欠掺杂区是金属基态还是绝缘基态。对竞争序与超导的关系有深入的理解。利用微观手段（STM和微小Hall probe技术）来研究磁通动力学和单体单晶，对超导相的本征物理性质深入分析。 超导单晶。 扎特性的掺杂和替代元素类型及最佳配比。建立MgB2超导体的磁通钉扎机制定量数学物理模型，提出元素掺杂替代、纳米粒子掺杂和微结构改善MgB2超导体磁通钉扎的物理模型。建立MgB2超导结的物理模型，了解MgB2 SQUID的特征性能。制备出二硼化镁超导结。 和超导层晶粒取向的影响程度。 2．使阻挡层生长技术适合产业化发展，?扫描半高宽小于8?。YBCO涂层导体短样临界电流密度达到1?105A/cm2(77K,0T)以上。 低场NMR信号测量。 描隧道谱实验，力图探明赝能隙与局2. 获得多系列不同掺杂的高温后量子基态相变的规律，力求辩明在3. 确定最有效提高MgB2磁通钉第 根涡旋芯的物理。从微观的角度对几种实用超导材料的磁通钉扎问题进 三 行研究。制备出介观尺度二硼化镁薄膜，并研究其量子行为。制备出高临界电流，基本满足应用需求的二硼化超导磁体的设计。在高质量的金属基镁线带材。开始着手实用型二硼化镁4. 了解热蚀沟的存在对隔离层年 带上面开展阻挡层和钇钡铜氧薄膜的制备。结合微结构分析，研究钇钡铜氧涂层薄膜的磁通钉扎和临界电流问题，并反馈指导制备工艺。并开展弱电应用的前期研究。对步了解。利用已有的从微波到远红外波段的各种信号源和微波技术、准光Josephson涡旋的动力学和相图有初5. 实现利用SQUID器件进行超技术等，对结器件的微波和太赫兹波本年度发表学术论文80篇，影响应特性进行测量，研究电磁波在结响因子3以上的论文20篇以上,阵中的传播和等离子体振荡与外加申报专利5项以上。 电磁辐照的相互作用，获得结器件在电磁波下行为的清晰图像。 年度 研究内容 预期目标 1． 努力寻找到更多的新型超导对新发现的超导材料进行深入更多的新型超导材料。对高温氧化物超导体和其他非常规超导材料从多角度进行研究，争取获得有关机理方合，努力构建高温超导图象。开展赝能隙区域的深入物理研究，力图探明赝能隙与超导的关系。研究超导压制后的基态行为。对竞争序与超导的关系有深入的理解。利用微观手段（STM和微小Hall probe技术）来研究磁观的角度对几种实用超导材料的磁通钉扎问题进行研究。制备出高质量材料。 方面的重要实验结果。实验和理论结合，努力构建高温超导图象。 体，并对磁体的性能进行标定。建立4.2K-30K温区内，二硼化镁超导线带材应力应变与性能的物理关系模型，为实用化二硼化镁多芯超导线带材的导体设计提供理论参考。制备出接头触点电阻小于10-9Ω的超导开关。了解微结构因素对超导电性能的影响。 导体，短样临界电流密度接研究，并扩大探索范围，努力寻找到2． 争取获得有关高温超导机理面的重要实验结果。实验和理论结3． 利用二硼化镁线带材制备磁第 通动力学和单根涡旋芯的物理。从微 四 二硼化镁薄膜并开展器件研究和制 上，利用二硼化镁线带材制备磁体，备。在获得高临界电流密度的基础4． 得到重复性好的YBCO涂层62并对磁体的性能进行标定。对钇钡铜近1?10A/cm(77K,0T)。 年 氧涂层导体的性质进行深入研究，进5． 实现亚微米尺度本征结和全一步生长出长带样品。在技术上实现亚微米尺度本征结和全Nb结SQUID的制备，并能够稳定工艺。在此基础上开展介观超导体和器件中的物理性质，尤其是宏观量子现象的研究，争取在超导量子技术上有所突破。制备出MgB2的Josephson结并实现可在20 K温度使用的SQUID器件。在实验上实现利用SQUID器件进行超低场NMR和MRI探测的研究。研究提高分辨率的机制和方法。 Nb结SQUID的制备，并能够稳定工艺。制备出MgB2的Josephson结并实现可在20 K温度使用的SQUID器件。在实验上实现利用SQUID器件进行超低场NMR和MRI探测的研究。研究提高分辨率的机制和方法。确立SQUID进行MRI二维成像的实验方案。 本年度发表学术论文80篇以上，影响因子3以上的论文20篇,申
超导材料科学及应用中的基础问题研究课题开题报告
