比较仪就是用机械的、电的、气动的或光学的方法,来检查被测工件尺寸相对于标准件尺寸偏差的仪器。比较仪主要由测微仪和比较仪座组成,主要分为光学比较仪、机械式比较仪、电学比较仪。比较仪在测量时,首先用量块研合组成与被测基本尺寸相等的量块组,再用此量块组使测微仪指针对零,然后换上被测工件,测微仪指针指示的即为被测尺寸的偏差值。 光学比较仪是利用光学测微仪作为放大指示部件。适用于在计量室测量较大的或在立式光学计上不易定位的工件,光学比较仪常用于检定量块和光滑量规以及测量工件的外径、厚度。机械式比较仪常和和百分表和千分表、杠杆齿轮式测微仪或扭簧测微仪等机械式指示表作为放大、指示部件,机械式比较仪常用在车间和计量室测量工件外径和厚度等。而电学比较仪常用电感式或电容式测微仪作为放大、指示部件。 比较仪可对各种弹头、弹壳、标记、铸币、钞票、指纹、印鉴、织物纤维和生物等痕迹进行形状、结构的比较观察。比较仪可用于公安司法机关的侦破鉴定,也可供有关科研、学校、银行等单位使用。
哪位大神科普一下质量比较仪啊?主要用于检定F1等级毫克和克组砝码。。。
在极端高压下变成金属态的氢元素极可能是室温超导体2013年08月08日 来源: 科技日报 作者: 罗会仟http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130807/051375868865125_change_wtt3837_b.jpg图为超导悬浮滑板http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130807/051375868865125_change_wtt3836_b.jpg生活中处处都是超导材料,如铝、钙、锡、铅等,一些非金属材料在高压下也是超导体,如硅、硫、磷等。 科幻电影《阿凡达》不仅仅给我们带来了3D的震撼视觉享受,也为我们构想出了一个奇幻美丽的潘多拉世界。其中最令人难忘的场景莫过于一座座悬浮在云端的哈利路亚山,山上爬满粗壮的藤蔓,还有壁挂飞天的瀑布和神秘的大鸟,神奇的哈利路亚悬浮山还时常在空中发生移动! 究竟是什么神秘的力量能够悬空“托起”这一座座大山呢?电影中解释道,是因为山中蕴藏着一种叫做“Unobtanium”的神奇室温超导矿石,它借助母树附近的强大磁场悬托起了哈利路亚山。为了掠夺这种奇珍异宝,疯狂的人类甚至不惜一切代价欲摧毁那威人的家园。 那么,什么是超导材料?它为何有如此强大的磁悬浮力量?我们现实中的地球是否存在室温超导体呢? 超导的力量 一块超导板甚至可以悬浮起相扑选手 超导,顾名思义就是超级导电的意思。超导材料具有许多独特的电、磁、热等物理特性,其中最典型的就是当降到足够低温度(该温度点称作超导临界温度)的时候,超导材料的电阻会突然变为零,假如在超导环中诱导出电流的话,电流将永久环流而几乎不衰减,而且也不会有任何发热现象。如果将超导体置于磁场环境下,超导感应电流的存在将使超导体内自动形成一个如“金钟罩”、“铁布衫”一样的屏蔽磁场,这有效抵消了外界磁场,导致超导体内磁场为零。这便是超导体的另一种特性——完全抗磁性。 超导体对外磁场的“抗拒”会产生作用力,同时磁场对超导体也存在反作用力,而且越靠近磁体,该作用力增加得越多,因此将超导体置于磁场上方的合适高度就可以达到抗磁力与重力的平衡,从而把超导体悬浮在空中——这就是超导磁悬浮的原理。尽管悬浮现象在生活中比比皆是,但来自完全抗磁性的超导磁悬浮无疑是最强的悬浮力量之一,一块见方大小的超导板甚至可以悬浮起重量级的相扑选手。 超导的条件 临界温度“低得可怜” 超导材料具有如此奇特的物理性质,它们很罕见吗?其实生活中处处都是超导材料,因为元素周期表中的大部分单质金属元素都是超导体,如铝、钙、锡、铅等,一些非金属材料在高压下也是超导体,如硅、硫、磷等。可是生活中却很少用到它们的超导特性,关键问题在于要实现超导,就必须将温度降到超导临界温度之下。遗憾的是,金属单质和合金超导体的临界温度都低得可怜。 例如1911年发现的第一个超导体——金属汞的临界温度在4K(热力学温标,相当于-269℃)左右,可以说它已经接近宇宙中的最低温度——绝对零度0K(-273℃),直到1986年以前,科学家发现的最高临界温度的超导体是Nb3Ge(中文名铌三锗),也仅为23K(-250℃)。要达到如此低的温度,用空调、冰箱来制冷是绝对不行的,它们顶多到-100℃左右,这需要依赖昂贵的液氦来制冷,就算在科研实验中也存在诸多局限,更何况大规模应用到生活中。 一个预言曾让高温超导研究陷入迷茫 超导体的零电阻和抗磁性让人们对其应用充满渴望,因为它将大大节约电力传输和使用过程中的损耗、可以提供持续稳定的强磁场、实现安全快捷的高速磁悬浮运输等等。因此,寻找到更高超导临界温度的超导体,乃至室温(300K或25℃左右)下的超导材料,势必将对人类未来的生活带来翻天覆地的革新。 1957年,物理学家巴丁、库伯和施里弗成功建立理论解释了传统金属单质和合金中的超导现象。他们认为:实现超导的关键在于低温下材料中的电子会“两两牵手配对”并且所有电子对能够和谐一致地运动,从而相互抵消了各自运动过程的能量损耗而实现超级导电的目的。据此理论,人们预言超导临界温度将不可能超越40 K(-233℃),这个预言曾经一度让寻找更高临界温度的超导体之路陷入迷茫。 超导的希望 高温超导家族正在壮大 然而实验物理学家并没有放弃对更高转变温度超导体的探索。功夫不负有心人,1986年,IBM的工程师柏诺兹和穆勒在La-Ba-Cu-O陶瓷材料中发现了35K(-238℃)的超导电性。随后,华人科学家朱经武、吴茂坤以及中国科学家赵忠贤等人发现了具有93K(-180℃)超导的Y-Ba-Cu-O体系。最终,这类铜氧化物超导体最高临界温度提高到了165K(-108℃)附近,从而被称为高温超导体(这里的高温,只是相对常规金属超导体的低超导临界温度而言的)。 高温超导体的临界温度迈入了液氮温区,大大降低的研究和应用成本。然而,高临界温度只是超导应用中的重要指标之一,为大规模应用,超导材料还需要具有良好的可塑性和承载大电流的本领等,为寻找到更多更适合应用的超导材料,科学家加快了超导探索的脚步,陆续发现了许多超导新家族。例如:2001年,日本科学家发现临界温度高达39K的MgB2超导体;2008年,日、中、美、德等多国科学家在铁砷族化合物中发现55K以上的超导电性,这类超导体被称为铁基超导体,是个极其庞大的家族。 氢元素被“寄予厚望” 如今,超导体的种类已经覆盖各种金属、合金、非金属化合物、氧化物,乃至有机物等多种物质形态,似乎暗示“条条大路通超导”。随着诸多新超导体的不断涌现,超导研究领域高潮迭起,人类对超导的不断深入认识也极大地推进了现代基础物理的前沿研究,人们对室温超导体的发现更加充满期待和厚望。 从理论上,已经预言在极端高压下的氢元素将变成金属态,它就极可能是室温超导体。从实验上,人们在各种化学形态物质开展深入探索和研究,已经在寻找更高临界温度超导体积累了丰富的经验。 相信在不久的将来,只要我们不断努力前行,现实中的哈利路亚山——室温超导体也许不再是梦想。到那时,你或许可以用超导磁悬浮技术在云彩之中练瑜伽或在悬空的“白云”沙发上酣睡,那是何等地惬意和美妙!(文·罗会仟) (作者系中科院物理研究所理学博士,中科院物理研究所副研究员,主要从事高温超导体的中子散射研究。本文转自蝌蚪五线谱网站) 《科技日报》(2013-8-8 五版)
如题,请大家说说质量比较仪与电子天平有什么区别?烦请高手给介绍一下什么是质量比较仪先……欢迎大家踊跃发言,先谢谢了!参与有奖哦
2012年10月02日 08:59 新浪科技 http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/1002/U5385P2DT20121002084835.jpg 悬浮中的超导体:物理学家们对于超低温超导,即所谓“标准超导”背后的原理已经基本搞清,但是对于“高温超导”领域,比如室温环境下如何实现超导的原理仍然知之甚少 新浪科技讯 北京时间10月2日消息,最近科学家们在室温超导研究方面取得了一项发现,这一结果如果得到证实,将大大加快无损远距离输电和磁悬浮列车的研制的进程。 尽管物理学家们已经搞清楚了在超低温超导,即所谓“标准超导”,比如零下275摄氏度低温环境下实现超导背后的原理,在“高温超导”领域,比如在高出绝对零度140度的环境下如何实现超导的原理仍然知之甚少。研究人员们仍然不清楚为何这些“温暖”的物质可以实现零电阻导电,科学家们也无法知道在相对高温的环境下,如室温环境下物质是否可以实现超导。而这正是此次的这项发现所要解答的。 根据一份发表在《先进材料》杂志上的文章,价格便宜且容易获取的石墨粉似乎显示出超导特性的信号。并且这一切并不需要价格昂贵的低温冷却设备——让石墨粉显示超导性所需的材料仅仅是一盆水即可。 德国来比锡大学的帕布罗·艾斯奎纳兹(Pablo Esquinazi)和其它物理学家最先于2012年发表在arXiv网站上的一篇文章中探讨了石墨的超导性。这些石墨材料中的一部分表现出约瑟夫逊效应,也就是在隔绝两块超导体之间的障碍中形成电子隧道的现象。这一效应说明这些石墨样本中包含具有超导特性的区域。 艾斯奎纳兹表示:“基于这项工作,以及在过去3年间我们所做的工作,我们坚信这其中蕴藏着超导区域的可能性是存在的。”为了验证这种想法,研究人员用水处理石墨粉:他们将其与水混合23小时,将其取出过滤,并在100摄氏度环境中干燥。随后他们将这一经过水处理的石墨粉样本在改变的磁场环境中进行实验,观察其反应。 石墨和其它一些材料在此之前便代表着室温超导研究的希望。在过去也曾有一些文章报告在经过硫或氧处理后的石墨粉中检测到微弱的,间接的超导信号。但是没有任何人,包括报告这些现象的科学家们,没有任何人能够真正制造出一个室温环境下的超导体——一种符合教科书定义的真正的超导体——可以实现零电阻导电的特性。 然而超导体还有其它一些特征:一种材料。当其温度低于某一阈值,并经历某种相变时一般就会显示出超导性。而约瑟夫逊效应也是超导性的另一种信号,除此之外还有麦士纳效应,一般也被称为“反磁性”。当暴露于外部磁场中时,超导体会会推开这一磁场,从而阻止该磁场通过材料体内部。而超导体内部的磁场会比外部磁场更弱一些。这一特性让超导体得以悬浮半空,同时在外部磁场中形成可探测到的变化,同时也提供了一种对于超导性的可探测性信号。 物理学家们此次正是利用了这一特点:他们将经过处理的石墨粉置于变化中的外部磁场,并测量其反磁性特征。结果显示样本的一小部分确实显示出超导性特征,但是这样的比例非常小,大约仅占0.01%。 这样的比例可是一点都不让人感到振奋。艾斯奎纳兹表示:“这样的量实在太少了,这让我们很难进行进一步的研究。然而这一实验中给出了这样一种理念,那就是任何材料都可能在室温下实现超导,尤其是那些便宜而又容易获取的材料,如石墨和水。这一点具有重要意义。” 加州大学圣迭戈分校物理学家伊凡·舒尔(Ivan Schuller)表示:“如果你能制造出一种零电阻材料,而且这种材料的原料非常容易获取,制造出来之后也不需要将其用液氮冷却。超导材料可以改变能量的传导量,将列车悬浮半空,还有其它很多很多事情。”它们迅速且高效的导电能力将让远距离无损输电甚至手持式电子设备从中受益。但是很难想象超导体被应用于电网结构之中,因为当下的超导技术还需要在低温下进行,而电网或是你的电脑是不太可能经常浸泡在液氮之中的。而如果石墨粉这样一种便宜而容易获得的材料果真能在室温下实现超导,那么这将彻底革新我们的现有技术。 舒尔表示:“可以说,这一发现一旦证实,就将是一项重大发现。但问题就在于这究竟是不是真实的。这一点首先需要进行科学的判定。”舒尔认为由于这项发现意义重大,因此它更加需要更多的证据。研究人员目前还尚未能展示出这些样本具备了零电阻的特性,转变温度,甚至是约瑟夫逊效应。这些石墨粉样本所展示出的目前还仅仅是轻微的反磁性而已。 舒尔表示:“这一现象必须在同样的样本中被重现,然后是从实验室的不同样本之间进行验证,再然后是在不同的实验室中进行验证。科学家们必须相互讨论和争论,以便最终确认这究竟是否真实。这就是科学运作的方式。如此一来,或许会有人得出正确的结论。” 著名物理学家,美国斯坦福大学荣誉退休教授特雷多·加布雷尔(Theodore Geballe)同意这样的说法,即:当涉及室温超导问题时,仍然存在诸多的不确定性,仍然有很多工作需要去完成。尽管此次石墨粉材料表现出了初步的超导特性,他的意见是“在它们被证实之前,需要进行确认工作。我希望在本次报告之后就会有所突破,但是我对此一点都不感到乐观。” 事实上,研究人员自己也认为石墨粉室温超导材料的研究还需要更多的证据才能得出结论。艾斯奎纳兹表示:“其它人必须进行相类似的实验并最终证明这一超导现象是确实存在的。这是一项非常精细的实验,信号非常微弱。”在此之后,他本人的研究小组将致力于增加石墨材料中具有超导属性的部分所占比重,并以此实现对其属性性质的分析。他说:“这样一来,如果这些超导材料的性质在室温下表现的足够好,足够稳定,这将是一场革命。我们真的只是刚刚起步。”(晨风)
上海交通大学23日宣布,物理系李贻杰教授领导的科研团队历时3年,采用独特的技术路线,成功研发一整套具有我国自主知识产权的百米级第二代高温超导带材,实现了国内超导带材领域的新突破。 国产百米级第二代高温超导带材像一层薄膜,金属基带的宽度为1厘米、厚度为80微米,而用于传输超导电流的稀土氧化物超导层的厚度还不到1微米。与传统的铜导线相比,相同横截面积超导带材的载流能力是铜导线的几百倍。
http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/04/201104071758_287623_2185349_3.jpg上海交通大学1月23日宣布,物理系李贻杰教授领导的科研团队历时3年,采用独特的技术路线,成功研发了一整套具有我国自主知识产权的百米级第二代高温超导带材,实现了国内超导带材领域的新突破。国产百米级第二代高温超导带材像一层薄膜,金属基带的宽度为1厘米、厚度为80 微米,而用于传输超导电流的稀土氧化物超导层的厚度还不到1微米。与传统的铜导线相比,相同横截面积超导带材的载流能力是铜导线的几百倍。
[color=#ff0000]摘要:针对目前两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度较差的问题,本文提出了相应的解决方案。解决方案分别采用了直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门,结合24位AD和16位DA的超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器,大幅提高了液氦压力控制精度,最终实现低温超导性能的高精度测试。[/color][color=#ff0000][/color][color=#ff0000][/color][align=center][img=低温超导测试系统中实现高精度液氦温度控制的解决方案,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031120120633_4214_3221506_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size][size=18px][color=#ff0000][b]1. 项目概述[/b][/color][/size] 各种超导部件如超导磁铁和超导腔体在装机前都需要在低温超导测试系统中对其性能进行测试,为了使超导部件达到低温环境则需要将被测部件浸泡在液氦介质内,并采用低温杜瓦盛装液氦介质。在整个测试过程中,对低温测试系统内的液氦压力要求极高,即要求杜瓦顶部氦气压强(绝对压力)有极好的稳定性,否则会导致测试不稳定,给测试结果带来严重误差。 目前国内现有的很多低温超导测试系统都存在液氦压力控制不稳定的严重问题,有些客户提出了相应的技术升级改造要求。 如图1所示的低温超导测试系统中,采用了两个不同口径的第一和第二泄压阀来粗调和细调液氦压力,但这种调节方法的液氦压力只能控制在1.2~1.6Bar范围内,对应4.39~4.74℃范围的液氦温度变化,造成0.35℃的温度波动。目前客户提出要设法将温度波动控制在0.1℃以内或更高的稳定性上,以提高超导部件性能测试精度。[align=center][color=#ff0000][b][img=超导试件测试时氦压控制系统,500,356]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123466941_8802_3221506_3.jpg!w690x492.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图1 低温超导测试系统液氦压力控制装置[/b][/color][/align] 如图2所示的高场超导磁体低温垂直测试系统,其压力控制范围1~1.3Bar,尽管在图2所示系统中采用了液氦加热器来改变液氦压力,但由于压力控制阀的调节精密度不够,最终造成压力控制精度远达不到测试要求,客户也提出了技术改造要求。[align=center][b][color=#ff0000][img=高场超导磁体低温垂直测试系统,400,557]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123146762_3661_3221506_3.jpg!w522x728.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 高场超导磁体低温垂直测试系统[/color][/b][/align] 针对上述两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度不足的问题,本文将提出相应的解决方案。解决方案将分别采用直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门,结合超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器,可大幅度提高液氦压力控制精度,最终减小低温超导性能测试误差。[b][size=18px][color=#ff0000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 在图1和图2所示的两种典型低温超导测试系统中,它们各自的液氦压力变化起因不同,因此要实现液氦压力准确控制的技术手段也不同。以下是解决方案中对应的两种不同技术途径。[b][color=#ff0000](1)直接压力调节法[/color][/b] 在图1所示的低温超导测试系统中,造成液氦蒸发的因素并不可控,只能通过调节液氦上方的氦气压力来使得测试系统保持稳定。因此,为了实现液氦上方的压强控制,解决方案采用了直接压力调节法,如图3所示,即采用数控压力控制阀代替图1中的第一和第二泄压阀。此压力控制阀与高精度PID控制器和压力传感器构成闭环控制回路,实现自动泄压和高精度压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=纯压力控制结构,500,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031124390427_8017_3221506_3.jpg!w690x483.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图3 直接压力调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 数控压力控制阀是一种数控正压减压控制阀,正好可以满足低温超导测试系统的微正压控制需求。通过氦气源和减压阀提供的驱动压力,可在控制阀出口处实现高精度的压力控制,同时还保持很小的漏气以节省氦气。 另外,此数控压力控制阀具有很高的控制精度,结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器,可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][color=#ff0000](2)流量调节法[/color][/b] 在图2所示的低温超低测试系统中,其不同之处之一是具有液氦加热器,即通过液氦加热器和压力控制阀构成的控制回路可进行不同液氦压力的控制,由此实现不同液氦温度的控制。 为实现不同液氦压力的精密控制,解决方案在此采用了流量调节法。如图4所示,解决方案采用了电动针阀作为图2中的压力控制阀,电动针阀与双通道高精度PID控制器、压力传感器和液氦加热器构成闭环控制回路,可以按照任意设定值进行高精度的压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=流量控制结构,500,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031125069440_4211_3221506_3.jpg!w690x401.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图4 流量调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 电动针阀是一种数控的微小流量调节阀,可通过PID压力控制器自动调节针阀开度,流出的氦气可通向氦气回收气囊。电动针阀同样具有很高的控制精度,结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器,同样可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][size=18px][color=#ff0000]3. 总结[/color][/size][/b] 通过上述解决方案的技术手段,可实现低温超低测试系统中液氦压力的准确控制,控制精度最高可达±0.1%。 按照绝对压力进行计算,饱和蒸气压为1.2Bar时,液氦温度为4.4K。由此,如果压力控制精度为±0.1%,液氦压力的波动范围为±1.2mBar(相当于绝对压力±120Pa),对应的液氦温度波动范围为4.4mK,即所控的液氦温度为4.4±0.0044K。 由此可见,通过本文所述的解决方案,仅通过采用工业级别较低造价的PID真空压力控制器和压力传感器,结合数控压力控制阀和电动针阀,就可实现很高精度的液氦压力控制,温度控制精度可达到mK量级,完全能满足绝大多数低温超导测试系统的需要。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[align=center][color=#3366FF][b]超导量子干涉仪SQUID磁性测量的基本功练习[/b][/color][/align][align=center][color=#00b050]原创:王利晨 博士,美国Quantum Design公司[/color][/align][align=center][color=#00b050]推荐:陆俊 工程师,中科院物理所磁学室[/color][/align][align=center][color=#00b050]2017年7月27日[/color][/align][align=left][color=#00b0f0]一、引言[/color][/align][align=left]当今直流磁矩测量最精确的技术是SQUID(superconductor quantum interference devices, 超导量子干涉仪),尤其是DC-SQUID(直流超导量子干涉仪)最低可探测 1e-10 Oe数量级的磁场,即地磁场的百亿分之一,与胎儿的大脑产生的磁场相当。DC-SQUID的工作原理由两个完全一样的超导体-绝缘体-超导体组成的约瑟夫逊结(SIS Josephson junction,简称约结,如Nb-Al2O3-Nb,)并联而成,在没有外场的情形下,超导电流在两个约结中无差别的隧穿(tunneling of Cooper pairs),似乎绝缘体的阻挡并不存在。而当垂直SQUID环面方向存在外加磁通量时,假设SQUID自身电感不计,这两个约结因为在感应电流环路中分处磁通两侧而对外加磁通的响应电流刚好相反,于是引起超导电流在两个约结中的相位产生差异,该相位差随外加磁通量的变化线性变化。SQUID的总超导电流根据基尔霍夫定律(Kirchhoff's law)等于两个约结超导电流之和: I = I1+I2,在特定外磁通大小比如等于磁通量子(flux quantum, Φ0=h/2e=2.07×10-15 Wb)半奇数倍的情况下I1 和I2相位相差π/2,总超导电流I将恒为零,除非SQUID脱离超导态而变成普通导体,也就是说此时不存在贯穿SQUID的超导电流;而在外磁通为量子磁通的整数倍时I1 和I2相位一致,此时可贯穿SQUID的最大超导电流和单个约结能够传导的超导电流一致;这样,在外磁通变化时可贯穿SQUID的最大超导电流(SQUID两端电压保持为 0)与外磁通的依赖关系相当于形成干涉(Fraunhofer diffraction),这种相干干涉的结果是SQUID的有效最大超导电流随外场微小变化而剧烈震荡,如图01所示,因而可以实现超灵敏磁探测。前面简单介绍了DC-SQUID的工作原理,实际上还有一类射频超导量子干涉仪RF-SQUID,它与DC-SQUID的不同在于它只有一个约结,在单约结环路中不可能象DC-SQUID那样可通过贯穿电流来应用,而只能通过电磁感应引入交变电流加以应用。RF-SQUID在使用过程中同样通过磁通变换器和磁通锁相技术提高测量灵敏度,但由于其自身不存在象DC-SQUID的本征差分结构,其灵敏度相比没有DC-SQUID高(相差约一个数量级),不过由于RF-SQUID制作简单且成本较低,它在商用设备中常被应用。对于纳米磁性材料与反铁磁材料等磁矩较弱的样品,SQUID通常是不可替代的磁性测量仪器。目前国际上商用SQUID磁性测量仪器主要由美国的Quantum Design公司与英国的Cryogenic公司,在国内市场份额100%由前者占领,中国有几家单位做SQUID器件,但可惜尚未见整套SQUID磁性测量仪器产品推向市场。[/align][align=left]因为SQUID属于高冷的小众化产品,其制样、测量过程鲜见有人公开,本文考虑到制样过程涉及到磁性测量注意事项不仅仅用于SQUID,而且适合其他类似磁测量仪器比如振动样品磁强计VSM,进行详细的讨论和分享。[/align][align=center][img=,690,520]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图01 SQUID器件高灵敏磁测量原理图[/align][align=left][color=#00b0f0]二、开关机[/color][/align][align=left]开关机是任何设备操作的必要过程,需要注意次序合乎规范,分别简介如下。[/align][align=left]1. 开机:开总电源开关(主机背面左侧)→开系统控制开关(主机正面右侧)→开计算机控制开关(主机正面左侧)→ 登陆计算机(初始密码为空)双击桌面上的MultiVu 图标进入测量操作系统系统→初始化过程大约1~2分钟→关闭自检结果提示消息框,准备测量。[/align][align=left][/align][align=left]2. 电网停电前,进行关机操作:关闭MultiVu测试系统关闭过程,1~2分钟自动完成关计算机→关系统控制电源(主机正面右侧)→ 关总电源(主机背面左侧)。[/align][align=left][/align][align=left]3.怀疑是信号端口等软件问题时,执行重启操作:退出MultiVu操作系统→关计算机→关系统控制电源→开系统控制电源→开计算机→进入MultiVu操作系统,此过程不需要关闭总电源。[/align][align=left][color=#00b0f0]三、样品制备[/color][/align][align=left]制备过程分为以下几步。[/align][align=left]1、取样称量,需要mg级精度,铁磁性样品最好少于1mg(否则较高磁场下SQUID探测器容易饱和失真),形状接近球形或正方形。[/align][align=left]2、做实验前准备好各种工具,如图02所示,需要注意:自己洗手,防止油性物质;擦洗剪刀等工具上的脏东西;尽量使用塑料镊子。[/align][align=center][img=,304,538]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_02_1611921_3.jpeg[/img][/align][align=center]图02 制样工具图片[/align][align=left]3、样品固定架尺寸很重要,为避免样品在测量过程中移动或晃动,需要有较稳固的固定措施,最方便的是借助胶管自身做固定支架,如图03所示,胶管内径6毫米,所以中间插的横向胶管尺寸7毫米最合适,太小容易卡不紧,太大做交流磁化率测量的时候放不进腔体。[/align][align=center][img=,287,509]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_03_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图03 样品固定支架示意[/align][align=left]4、张飞也得会穿针,使用胶带将样品与固定支架绑劳,将胶带一头折叠,这样避免了胶带到处粘东西的问题,在穿过空管的时候也不会粘到空管,如图04所示。[/align][align=center][img=,526,290]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_04_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图04 胶带穿过固定支架[/align][align=left]5、固定样品,排除胶带与样品之间的空气,如图05所示。[/align][align=center][img=,290,437]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_05_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图05 将样品封进胶带[/align][align=left]6、使用另一片胶带固定样品,保证样品在测试过程中不会乱动,平行垂直皆可实现,如图06所示。[/align][align=center][img=,267,449]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_06_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图06 将样品通过固定支架安装进测量柱[/align][align=center][img=,669,528]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281810_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图07 薄膜样品垂直膜面样品安装示意图[/align][align=left]7、样品也要透透气,样品卡入胶管中,为了快速实现热平衡,在胶管上下各开几个小洞,如图07所示。此处需要非常注意,小洞尽量开在胶管两段,这样在震动或者提拉测试的过程中小洞不会出现在鞍区。测试过程中要保证测试区域内背景一致,这样才可以减小误差。[/align][align=center][img=,296,444]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_07_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图08 在样品柱上扎热、气交换孔[/align][align=left]8、腰杆要摆直。要保证胶管和所连接的测试杆两截成一条直线,否则在测试过程中非常容易碰壁。如图08所示。[/align][align=center][img=,265,470]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_08_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图09 确认样品柱与测量杆准直[/align][align=left][/align][align=left][color=#c24f4a]注意:使用[/color][color=#c24f4a]SQUID[/color][color=#c24f4a]磁性测量杆时,无论安装样品托还是卸载样品托,均应将样品杆放置好,一只手固定住蓝色的接头部分,另一只手拧石英或铜样品托的塑料接头部分。不合理用力容易导致其折损,此杆属于特制无磁纤维材料制成,质脆,一旦造成损坏,修复起来有难度,买根新的需要人民币约[/color][color=#c24f4a]7000[/color][color=#c24f4a]元。[/color][/align][align=left][color=#00b0f0]四、样品安装[/color][/align][align=left]保证测量数据的正确性,样品的安装调试尤为重要。即待测样品正确安装固定在样品托(sample holder)上后,主要要做到以下几点:[/align][align=left]1、样品在杆上:要同心[/align][align=left]样品托(sample holder)固定到样品杆(sample rod)上后,要保证两者在一条直线上。[/align][align=left]2、样品在腔内:别偏心[/align][align=left]样品放入样品室后,进行水平方向360度旋转测量,找一最小值,对应的位置就是样品在水平方向最靠近样品室中心的位置。[/align][align=left]3、样品测量前:调中心[/align][align=left]样品杆在300K~5K时,杆的长度变化大约有1.4mm,故请在起始测量的温度点上再调一把中心。[/align][align=left]4、注意测量杆的关节:别松动[/align][align=left]所谓关节就是可以拆卸连接的地方。测量杆上一共有4处:①样品杆顶端与柔性接头的连接、②柔性接头与磁性碰锁的连接、③样品杆底端与蓝色接头的连接、④蓝色接头与样品托的连接。[/align][align=left]测量杆放入样品室前一定要检查这4处连接的地方是否固定牢靠,不能松动。[/align][align=left]5、注意样品的磁矩:别太大[/align][align=left]样品的磁矩最好在10emu以下,太大容易产生跳点。[/align][align=left]6、总结:为了便于记忆,以上几点归纳为四个字“三心二意”。五个关键词,十个字:“同心、偏心、中心、松动、大小”。[/align][align=left][color=#00b0f0]五、开始测量[/color][/align][align=left]测量控制过程的序列文件编写注意事项[/align][align=left]1、测M-H曲线,低温高场下磁矩跳动特别厉害的情况,可以在测试过程中进行改善。具体如下[/align][align=left] i) VSM振幅不宜调的过大,因为振幅过大虽然有利于测试小信号,会机械的引入误差。对于样品信号较小的情况,一般也建议调到4就可以。[/align][align=left]ii) 建议修改大家之前用的普遍的程序,MH测量扫场的过程中,每一个磁场点停顿(3-5)秒钟,具体根据自己的样品测试决定。[/align][align=left]iii) 加长平均测量时间,系统默认是2s,可以改为4s,这个时间也是根据自己的样品来决定。这样的话测量时间就会变长,所以应根据自己的样品和需要选择等待和采点的时间,尽量用较短的时间测量出可靠的数据。[/align][align=left][/align][align=left]附上一张工程师的调试图,左图为大家普遍用的程序做出来的。左图上方是MH曲线,下方是测量中的Standard error。右图是在每个磁场点等待5s,平均时间为4s,振幅为4时的数据,可以看到有明显的改善。[/align][align=left] [/align][align=center][img=,649,487]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271931_09_1611921_3.jpeg[/img][/align][align=center]图10 测量平均时间效果对比图[/align][align=left]2、高级设置:调整完中心以后记得在advanced选项里设置auto tracking选项。设备调中心的时候是在300K,但实际测试的时候会根据自己的样品特性来选择合适的温度。材料都有热胀冷缩,测试杆也不例外,但Quantum Design公司的测试杆出厂之前都对杆子的热胀冷缩系数进行了标定,在测试过程中会根据温度的不同来自动修正中心位置,如图11所示。[/align][align=center][img=,334,445]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281813_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图11 调中心设置[/align][align=left]3、选择合适的量程:杀鸡焉用牛刀。根据自己样品的特性来选择振幅的大小,如果超过量程太多会造成误差,量程设置界面如图12。[/align][align=center][img=,554,738]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281813_02_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图12 测量振幅设置[/align][align=left]4、统一度量衡:秦始皇统一了度量衡,而Quantum Design的程序中为了满足大家对不同单位的使用,提供了emu和Am2的单位选择,设置入口如图13所示。[/align][align=center][img=,554,738]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281813_03_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图13 单位制切换[/align][align=left]5、量体裁衣:测试过程中需要根据自己样品磁性的强弱和特殊温区或者磁场区间来进行程序的编写。如果磁性较弱,建议采取Stable模式,反之可采用sweep模式,如图14所示。[/align][align=center][img=,690,531]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281814_01_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图14 温度磁场设定[/align][align=left]6、漂亮收尾: 因为SQUID用的是超导磁体,会存在剩磁,而减少剩磁的方法就是在程序结束后将磁场振荡到0场。注意:需要从2T以上磁场开始振荡降磁场,不然几乎没有效果。测试过程中大家可以根据测试的需要使用Linear或者No Overshoot模式,如图15所示。[/align][align=center][img=,554,738]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707281814_02_1611921_3.png[/img][/align][align=center]图15 程序结束关场设置[/align][color=#ff00ff]注意:每次测量要养成客观登记的习惯,有任何问题或异常都要有书面登记并向维护人员报告。[/color][align=left][color=#00b0f0]六、致谢[/color][/align][align=left]感谢磁学实验室胡明高级工程师在实验过程中提供的帮助和讨论。[/align][align=left][color=#00b0f0]七、参考文献[/color][/align][align=left]【1】 Tinkham M. Introduction to superconductivity (2nd edition) . 2ed. New York: McGraw-Hill Inc, 1996.[/align][align=left]【2】Fossheim K, Sudbo A. Superconductivity: physics and applications . Hoboken, New Jersey: John Wiley, 2004.[/align][align=left]【3】Quantum Design. San Diego: MPMS XL User's Manual, 2000.[/align]
科学网2007年6月8日讯 高温超导研究的一个终极目标就是要找到在常温下具有超导特性的材料。如果能够实现,人类将在多个领域广泛受益。最近,科学家又朝着这个目标迈进了一步。他们发现,临界高温超导材料具有类似金属的特性。这一成果有望加深科学家对于超导现象和整个超导理论的理解。相关论文发表在5月31日的《自然》杂志上。1911年,利用液氦的低温,科学在-269°C时发现了超导电性现象。具有超导特性的物体自身电阻为零,而且磁场不能穿过。不过,超导现象只能在极低的温度下发生,这大大限制了它在能量传输和医学成像等方面的应用。 1987年,研究人员得到了所谓的“高温超导材料”,它们的临界温度高于77K(-196°C)。这与常温相比还是很低的,到目前为止,高温超导材料的临界温度纪录是138K(-135°C)。高温超导材料的发现大大激发了科学家进一步寻找常温超导材料的热情,不过,由于受一些基础性问题的困扰,相关研究屡屡受挫,其中很重要的一个问题就是超导材料中的电子运动。 在最新的研究中,来自法国国家科学研究中心(CNRS)脉冲磁场国家实验室(National Laboratory for Pulsed Magnetic Fields)的研究人员与加拿大Sherbrooke大学的科学家一道,观测到了临界高温超导体的“量子振动”。他们在极低的温度下(1.5K—4.2K),将实验样品置于62特斯拉(地磁场强度的100万倍)的超强磁场之中,结果发现,磁场破坏了样品的超导状态,而恢复到常态的样本由于受磁场的影响,表现出了电阻的振动。鉴于这种振动正是金属的特性,研究人员认为,他们所研究的临界高温超导样品中电子的运动方式与一般金属类似。 研究人员为了这个结论,足足等了20年。它无疑将加深人们对于临界高温超导电性的认识,此外,新的发现也有助于一些超导理论脱颖而出,为构建新的理论打下坚实的基础。
作实验急需低温导电胶,在网上搜了很长时间也没搜到。有用过的么?在那里买到的?请指点(液氮中使用)
[font=宋体] 导电泡棉是指在阻燃海绵上包裹导电布,经过一系列的处理后,使其具有良好的表面导电性,可以很容易用胶粘带固定在需屏蔽器件上。有不同的剖面形状、安装方法、[/font]UL[font=宋体]等级及屏蔽效能的屏蔽材料可供选择。[/font][align=center][img=,640,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/07/202207081626063344_7164_1385_3.jpg!w640x480.jpg[/img][/align][font=宋体] 导电泡棉可分普通导电泡棉,镀镍铜导电泡棉,镀金导电泡棉、镀碳导电泡棉,镀锡导电泡棉,导电铝箔泡棉,导电铜箔泡棉,全方位导电泡棉,[/font]SMT[font=宋体]导电泡棉,[/font]I/O[font=宋体]导电泡棉衬垫等。[/font][font=宋体] 为确保导电泡棉长时间使用的质量和可靠度能通过各种试验找出问题,并解决这一系列问题当中的方案。那么导电泡棉是能够通过使用[b][url=http://www.instrument.com.cn/netshow/C27536.htm]高低温试验箱[/url][/b]测试出不同温度的范围。[/font][font=宋体] 测试指标:实验前物料无任何异常试验后外表不得整体起皱变形、起泡,背胶脱落现象。[/font][font=宋体] 测试设备:高低温试验箱[/font][font=宋体] 试验条件:[/font]1.[font=宋体]试验环境:[/font]+80[font=宋体]℃至[/font]-40[font=宋体]℃[/font]([font=宋体]±[/font]2[font=宋体]℃[/font])[font=宋体]相对湿度[/font]93%2.[font=宋体]试验时间:共[/font]30[font=宋体]小时[/font]([font=宋体]每[/font]2[font=宋体]小时循环一次,共[/font]15[font=宋体]循环[/font])3.[font=宋体]试验方法:将检查好的泡棉贴入钢板表层放入高低温试验箱,在温度和湿度稳定到试验要求后连续做测试,试验结束后将试验样品在常温下恢复[/font]2[font=宋体]小时[/font]4.[font=宋体]试验要求:泡棉外观无异常变化,无背胶脱落粘合不良。[/font][align=center][img=,600,600]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/07/202207081626247364_8661_1385_3.jpg!w600x600.jpg[/img][/align]
上周同事在维护PPMS时发现仪器自带的氦液面计可能不准,找一台旧的氦液面计发现不能用,只有电源指示灯亮,而液面指示灯始终不亮,让我帮忙处理一下。氦液面计是指示盛放液氦的容器内液氦容量的仪器,氦液面计对于超低温试验之所以非常重要,一是因为低温液体的深低温特性与高膨胀率带来的潜在危险性,我曾听说因液氦罐倾倒导致严重事故;二是因为测量不准有可能殃及其他低温设备如导致超导磁体失超损坏;三是因为氦气属于我国稀缺的战略资源非常昂贵,需要尽可能多的回收利用。我见过的氦液面计有三种:一是振动膜型,几年前我留德时用的最频繁,其原理是靠近液面时用因微细室温气流导致的氦液面失稳而产生剧烈的振动,但只有在液面附近才有反应,而液面以上及以下无明显响应,对使用者经验要求甚高;第二种是精密电阻式,使用超导线在液面以上与液面以下的电阻比例不同对总电阻的影响而设计,直接显示液面位置,需要精密的低电阻测量仪表;第三种是粗略电阻式,只在探头底部缠绕超导电阻线圈,通过探头底部在液面上下的超导电阻存在与否判断探头底部在液面以上或液面以下,它相对第一种判断更简单,但又不像第二种对硬件要求那么高,就是本文讨论的这种,图片如下。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303311102_433110_1611921_3.jpg话说回来,待修复的氦液面计的问题是液面指示灯不亮,一方面是可能因为探头有毛病,另一个就是指示器故障,由于知道其原理,我就拿万用表试试其电阻,但是万用表显示从探头从底部一直提出来均没有明显变化,而拿另一个从外单位借来的好用的指示器显示正常,反复交替实验结果均相同,即万用表读数没有明显变化,始终在9欧附近,而指示器能探测到变化,为什么呢??这个问题姑且不表,因为现在可确定探头没有问题,而指示器肯定有毛病,好在有一台好用的指示器在手,对照着打开指示器,分析其电路结构,只是一个简单的电阻测量和比较显示电路,如下图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303311111_433111_1611921_3.jpg通过不长时间的对照排查,最终将问题锁定在电位器上,正常指示器的电位器的工作电阻为40欧,而故障指示器为90欧!于是将故障电位器电阻调节到40欧附近,如下图所示,然后装机调试,修复完成。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303311117_433112_1611921_3.jpg指示器可以正常工作了,当天就向同事交了差。但我心中的问题并没有O,即:为什么万用表读数在氦液面探头离开液面时没有明显变化,而指示器能探测到变化,二者之间的差异是什么?带着这个问题,我使用一个电位器作为负载对万用表和指示器的输入输出特性进行了对照测试,得到的结果让我一下子豁然开朗:在氦液面探头工作范围内,9欧-40欧,万用表的输出电流约为0.4 mA,而指示器的输出电流则为40 mA,为万用表的100倍!测量电流是万用表不能成为氦液面指示器的关键因素,因为其电流太小,几乎不加热电阻,从而不能让探头在离开液面时迅速从超导态回复到正常态,而指示器专用表可以让其迅速升温至超导电阻以上而带来电阻的明显差异,而此时换成万用表测量,电阻丝在低温氦气环境下由于失去热源又迅速降温成为超导体,所以交替测量也不能看到电阻的明显差异。因此,对于特殊电阻如超导体的电阻测量,测量电流的选择是非常有学问和讲究的,既不能太小而使其对温度的灵敏度下降,又不能太高而让其超过临界电流而失去其灵敏度。本帖的主要目的是作为几年前的一个原创帖“【原创】电阻测量的光与影::Resistance measurement--light and shadow”的补充,兼谈电流参数的调节与选择是电阻测量中超越常规万用表电阻测量的又一关要素。
2011年04月29日 来源: 科技日报 作者: 刘霞 本报讯(记者刘霞)据美国物理学家组织网4月28日(北京时间)报道,美国科学家使用自主设计的、精确的原子逐层排列技术,构造出了一个超薄的超导场效应晶体管,以洞悉绝缘材料变成高温超导体的环境细节。发表于当日出版的《自然》杂志上的该突破将使科学家能更好地理解高温超导性,加速无电阻电子设备的研发进程。 普通绝缘材料铜酸盐在何种情况下从绝缘态跃迁到超导态?这种跃迁发生时,会发生什么?这些问题一直困扰着物理学家。探究这种跃迁的一种方法是,施加外电场来增加或减少该材料中的自由电子浓度,并观察其对材料负载电流能力的影响。但要想在铜酸盐超导体中做到这一点,还需要构建成分始终如一的超薄薄膜以及高达100亿伏/米的电场。 美国能源部物理学家伊万·博若维奇领导的布鲁克海文薄膜研究小组之前曾使用分子束外延技术制造出这种超导薄膜,该技术在一次制造一个原子层时还能精确控制每层的厚度。他们最近证明,用分子束外延方法制造出的薄膜内,单层酮酸盐能展示出未衰减的高温超导性,他们用该方法制造出了超薄的超导场效应晶体管。 作为所有现代电子设备基础的标准场效应晶体管内部,一个半导体材料将电流从设备一端的“源”电极运送至另一端的“耗”电极;一个薄的绝缘体则作为第三电极“门”电极负责控制场效应晶体管。当在绝缘体上施加特定的门电压时,该门电极会打开或关闭。但没有已知的绝缘体能对抗诱导该酮酸盐内部高温超导性所需的高电场,因此,标准场效应晶体管的设计并不适用于高温超导场效应晶体管。 博若维奇团队用一种能导电的液体电解质来分离电荷。当朝电解液施加外电压时,电解质中的正电荷离子朝负电极移动,负电荷离子朝正电极移动,但当到达电极时,离子会突然停止移动,就像撞到“南墙”一样。电极“墙”负载的等量相反电荷之间的电场能超过100亿伏/米。 新研制的超导场效应晶体管中,高温超导体化合物模型(镧-锶-铜-氧)的临界温度可达30开氏度左右,为其最大值的80%,是以前纪录的10倍。科学家可使用该晶体管来研究与高温超导性有关的物理学基本原理。 超导场效应晶体管的应用范围很广泛。基于半导体的场效应晶体管能耗大,而超导体没有电阻也无能耗。另外,原子逐层排列制造出的超薄结构也使科学家能更好地使用外电场来控制超导性。 博若维奇表示,这仅仅只是一个开始,高温超导体还有很多秘密有待探寻,随着其神秘“面纱”逐一揭开,将来能制造出超快节能的高温超导体。 总编辑圈点: 辛亥革命爆发、乔治五世加冕、普利策逝世……这是历史书上的1911年。但同年,一个平常的4月天里,荷兰一所实验室内人类首次发现了超导体,于今恰好百年。这种进入超导态就会电阻趋0的材料,尚未露真容,却承载了一个世纪的无热损和强磁场之梦,直接涉及超导电性的诺奖就有4起,1987年临界温度的速提甚至成为了科技史之奇迹。于是,人们谈起那年4月的荷兰小城,会说:超导百年,对人类社会的影响,不亚于和它同年发生之事。
研究证实磁性和超导性可共存据美国物理学家组织网9月6日(北京时间)报道,美国科学家将两块不具有磁性的绝缘体粘合在一起,结果发现,它们相遇的接口层既有磁性又有超导性。这一结果令人吃惊,因为在正常情况下,磁性和超导性无法共存,科学家有望据此研制出新奇的电子材料。研究论文发表在9月5日出版的《自然—物理学》杂志上。斯坦福材料和能源科学研究所(SIMES)、美国能源部下属的斯坦福直线加速器中心和斯坦福大学的科学家携手进行了这项研究。该论文的第一作者、SIMES的研究生朱丽·伯特和同事与来自日本东京大学的应用物理学家哈罗德·黄一起,将一薄层铝酸镧放置在一个钛酸锶基座上,结果发现,这两种复合氧化物相遇的原子层变得具有磁性,同时在接近绝对零度的温度下,电流能毫无电阻地流过该处,这表明,该原子层也具有超导性。该研究的领导者、斯坦福直线加速器中心的凯瑟琳·默勒表示,科学家们一直希望能找到方法,让铝酸镧和钛酸锶等复合氧化物材料具有磁性,以研制出新的计算存储设备。最新研究为科学家们“研制出具有令人惊奇新特性的新材料以及研究磁性和超导性等在正常情况下不兼容状态之间的相互作用提供了新的可能性”。在一般情况下,超导材料的导电性为100%,也会排斥周围的任何磁场。默勒说:“接下来的研究非常关键,我们需要弄明白,这种材料内的磁性和超导性之间是相互对抗还是相互辅助。”无独有偶,美国麻省理工学院(MIT)的科学家也在《自然—物理学》杂志上独立撰文指出,他们使用另一种测量方法,也证实了磁性能存在于两个材料的接口处。英国剑桥大学的物理学家安德鲁·米勒斯并没有参与上述研究。他表示,最新研究有望让科学家研制出新的材料类型,其具有“可控的、新奇有用的导电性”。不过,他也表示,尽管要实现这一目标还有很长的路要走,但新发现表明,“该研究领域已经度过一个关键的里程碑”。默勒表示,科学家们正在进行试验,以便查看当对这种材料进行压缩或在其上施加电场时,磁性和导电性是否会出现变化。他们也必须进行其他研究,以找出对形成这些氧化物内的磁性和超导性有帮助的物理属性。(来源:科技日报 刘霞)
日本科学家最近发现一种新的高温超导物质,它是一种含铁化合物,在零下241摄氏度的环境中其电阻变为零。 日本科学技术振兴机构和东京工业大学18日联合发布新闻公报说,东京工业大学教授细野秀雄的研究小组合成的这种化合物名为“LaOFeAs”,是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。纯粹的这种物质并没有超导性能,但如果把“LaOFeAs”中的一部分氧离子置换成氟离子,它就开始表现出超导性,通过调节氟离子的浓度,该化合物的超导临界温度最高可上升到零下241摄氏度。 来源:中国新闻网
2012年06月29日 来源: 中国科技网 作者: 常丽君 本报讯在 某些超导体中,运动电子的性质极为奇特。它们好像比真空中的自由电子重1000倍,但同时电子运动却是毫无阻力的。据物理学家组织网近日报道,美国普林斯顿大学领导的一项最新研究显示,产生这种现象是由于“量子纠缠”的过程,该过程决定了晶体中运动电子的质量。这一发现有助于人们理解超导性的成因,并有望在提高电网效率、加快计算速度等方面获得应用。相关论文发表在近日出版的《自然》杂志上。 将电子冷却到超低温形成某种固体物质时,这些极轻的粒子就会增加质量,好像变成了重粒。把它们冷却到接近绝对零度时,这种固体就有了超导性。其中的电子尽管很重,却能毫无阻力地流动,不会浪费任何电能。 研究小组还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)和加州大学欧文分校的科学家,他们利用专门设计的低温扫描隧道显微镜(STM)拍摄晶体中的电子波。晶体经过了处理,表面包含一些原子瑕疵。他们将温度降低到实验需要,观察到了电子波纹,这些波纹围绕着瑕疵之处扩散开来,就像在池塘里投入石头散开的涟漪。 “这是首次获得重电子形成的精确画面。在降低温度时,我们看到晶体中的运动电子演变成了更重的粒子。”领导该研究的普林斯顿大学物理学教授阿里·雅兹达尼说。他们通过直接拍摄的电子波图像,不仅看到了电子质量是怎样增加的,还看到了重电子是由两个纠缠电子构成的复合体。 他们还把实验观察和理论计算数据进行了对比,解释了电子为何会出现这种性质。由于量子纠缠,电子糅合两种截然相反的行为。在晶体中,重电子产生于两个行为相反的电子的纠缠,其中一个被困住绕着一个原子,而另一个在各个原子之间自由地跳跃。 研究人员解释说,量子力学原理控制着微小粒子的行为,形成了量子纠缠,这一过程决定了晶体中运动电子的质量。轻微调整这种纠缠,就能极大地改变材料的性质。而纠缠度是决定重电子形成和进一步冷却时行为表现的关键。调整晶体的成分或结构,就能调整纠缠度和电子重量。如果让电子太重,它们就会被冻成磁化状态,黏在每个原子旁边,以相同的方向自旋。但如果只是轻微调整,让电子获得合适的纠缠数量,这些重电子就会在冷却时变成超导体。“我们的研究证明了,只有当处在‘迟缓’和‘迅速’这两种行为的边界时,才能获得超导性。这是最有利于产生重电子超导性的条件。”雅兹达尼说。 许多磁性材料在它们的成分或晶体结构发生了微妙改变之后,变成了超导体。哈佛大学理论物理学家苏伯·萨奇戴伍说,该实验有助于揭开高温超导的秘密,理解这种磁性和超导性之间的转变,即量子临界点,有助于解释物质为何会具有超导性。(常丽君) 《科技日报》(2012-06-29 二版)
铜氧化物材料中的超导电性自1986年发现以来,其超导机制就一直是人们关心的中心问题。这类材料的一个普遍特性是在超导转变温度TC以上很宽的温度范围内有赝能隙及费米弧的存在,而对这些现象的正确理解是寻找超导配对机理的重要方面。目前通过角分辩光电子谱(ARPES)和扫描隧道显微镜(STM)等重要的谱学手段得到的对赝能隙与超导能隙的认识尚不一致,主要存在着两种不同的观点:一是单能隙或预配对观点,即赝能隙起源于超导预配对,另一则是两能隙观点,即赝能隙的起源与超导电性无关。 对于经典BCS超导体的研究,Giaever的平面型隧道结曾发挥了重要作用。通过隧道谱,人们可以方便地确定超导能隙、电子态密度、准粒子寿命以及导致配对的电声相互作用(有效声子谱)等重要参数。Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征约瑟夫森结是目前质量最好的铜氧化物材料的平面型隧道结,此类结是以晶体内的CuO2双层作为电极、BiO/SrO作为隧道势垒层所形成(见图一中的插图),因此可以避免所有外在的实验不确定因素,提供各种稳定、重复的温度依赖的测量,但早期利用此类隧道结进行的研究受到了自热效应的影响,以致测量的本征隧道谱出现严重的变形。 最近,中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)赵士平研究组和王楠林研究组、顾长志研究组合作,优化了Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征约瑟夫森结表面层的接触并将结的面积减小到深亚微米尺度,从而成功解决了自热效应,获得了多种掺杂的Bi2Sr2CaCu2O8+δ材料在全温区的本征隧道谱(图一)。采用隧道实验中常用的处理方法对这些隧道谱的分析发现,在T* 温度赝能隙出现后,随着温度的降低,超导能隙会在某个温度Tc0开始打开,其中Tc0明显高于超导转变温度Tc,而超导能隙随温度的变化与d-波BCS能隙规律完全符合。这些结果也得到了零压电导随温度的变化规律的证实。分析给出了超导态与赝隙态的基本参数(图二),同时表明在动量空间赝能隙主导反节点区域,而超导能隙主导节点区域。随着温度下降到Tc0,超导配对首先出现在节点附近的费米弧上,到了Tc以下,超导配对由节点区逐渐扩展到反节点区,最后在远远低于Tc时形成全费米面的d波超导能隙。计算也得到了超导相由于准粒子和库柏对的有限寿命所导致的费米弧,其中弧长对温度显示了常见的线性依赖关系。 这些结果为高Tc超导电性的探索提供了新的实验事实 【详见Sci. Rep. 2, 248(2012)】。 上述研究得到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院相关项目的资助。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120517361959073689.png图一、不同掺杂的Bi2Sr2CaCu2O8+δ超导体的本征电子隧道谱,插图为晶体内部隧道结的形成情况。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120517361959086333.png图二、超导和赝隙态的(a)特征温度和(b)能隙随掺杂的变化,插图为2Δs/kTc0值。http://www.cas.cn/images/fj.gifEnergy gaps in Bi2Sr2CaCu2O8+δ cuprate superconductors
中国科技网讯 据物理学家组织网9月12日(北京时间)报道,由多伦多大学物理学家领导的国际研究小组利用透明胶带首次在半导体内诱发出了高温超导现象。这一方法为研制可用于量子计算机和提升能效的新型设备铺平了道路。相关论文发表在9月11日出版的《自然—通讯》杂志上。 高温超导是一种物理现象,通常指一些具有比其他超导物质更高临界温度的物质在液氮环境下产生的超导现象。而高温超导体是指无需加热就能够在液氮温度下导电且不会损失能量的材料,其通常也指在液氮温度以上超导的材料。它们目前被用于低损耗输电,并可作为量子计算机等下一代设备的基础构件。 人们在1911年发现超导体的时候,就被其奇特的性质,即零电阻、反磁性和量子隧道效应所吸引。但在此后长达75年的时间内,所有已发现的超导体都只能在极低的温度下才显示超导。另外,只有特定的铁化合物和铜氧化物才显示出高温超导特性,但铜氧化物却具有完全不同的结构以及复杂的化学组成,使其无法与一般的半导体相结合,因此这种化合物的实际应用也深受限制,而探索它们所能产生的新效应也变得尤为重要。例如,观察材料的邻近效应,即一种材料中的超导性会引发其他邻近的普通半导体也能产生超导现象。由于基本的量子力学要求两种材料要进行近乎完美的接触,因此上述情况很难发生。 研究小组负责人、该校的物理学家肯尼斯·博奇谈道:“通常情况下,半导体和超导体之间的交界面材料需经过复杂的生长过程才能形成,制造的工具也要比人的头发更为精细。而这个界面正是此次试验中透明胶带的附着地。”研究团队使用了透明胶带和玻璃载片来放置高温超导体,使其接近一种特殊类型的半导体——拓扑绝缘体。拓扑绝缘体能像大部分的半导体一样,其表面十分具有金属质感,允许电荷移动。这是因为在拓扑绝缘体的内部,电子能带结构和常规的绝缘体相似,其费米能级位于导带和价带之间。而在拓扑绝缘体的表面存在一些特殊的量子态,这些量子态位于块体能带结构的带隙之中,从而允许导电。因此也在这种新奇的半导体内首次诱发了高温超导现象。(记者 张巍巍) 总编辑圈点: 透明胶带和高温超导,这两个看似风牛马不相及的东西,却神奇地联系到了一起,让我们不得不惊叹科学家的非凡想像力。超导技术作为21世纪的宠儿,其发展、应用和普及将在世界能源方面发挥不朽的作用,将为世界免去大量不必要的边缘耗散。如果这些能量被合理利用,对人类的发展不可谓不大。超导材料的普及必将是一场材料大革命,其意义并不会亚于其他科技革命。而文中所述的研究发现,或将超导材料的应用普及引入“快车道”。 《科技日报》(2012-9-13 一版)
我是做超导薄膜的,让薄膜外延生长在陶瓷材料上,然后做成截面电镜样品。但我有个问题:薄膜导电,但是陶瓷不导电,我用在样品上喷碳吗?不喷碳能不能看啊?谢谢各位指点。
近日,从中国计量科学研究院获悉,由该院承担的科技部科技基础性工作专项项目“直流大电流测量技术研究”通过了国家质检总局组织的专家鉴定。经鉴定,该课题自主研制的5KA直流大电流比例自校准装置具有国际领先水平,填补了国内在高耗能工业生产和科学研究领域量值溯源和传递的空白。 据介绍,不仅核物理和高能物理等科学研究中需要对直流大电流进行准确的测量、控制和校准,在高速铁路、电动汽车、电冶、电化等高耗能工业生产中更需要准确测量直流大电流并实现校准溯源。近10年来,直流电流比较仪(DDC)的理论研究和设计技术虽然取得了较大进展,但目前国际国内各计量实验室面临的最大问题就是缺少在实际工作磁势和强干扰磁场条件下用有效技术手段对其进行校准。此次研制成功的直流大电流比例自校准装置成功解决了这一技术难题。
[b]关于批准<JJG118-2010扭簧比较仪计量检定规程>等17个国家计量技术规范发布实施的公告[/b][table=96%][tr][td][b][color=#cc0000]国家质量监督检验检疫总局《关于批准<JJG118-2010扭簧比较仪计量检定规程>等17个国家计量技术规范发布实施的公告》(总局2010年第59号公告)[/color][/b][/td][/tr][tr][td][/td][/tr][tr][td][align=center]2010年第59号[/align][align=center]关于批准《JJG118-2010扭簧比较仪计量检定[/align][align=center]规程》等17个国家计量技术规范[/align][align=center]发布实施的公告[/align]根据《中华人民共和国计量法》有关规定,现批准《JJG118-2010扭簧比较仪计量检定规程》等17个国家计量技术法规发布实施。[table][tr][td=1,1,103]编号[/td][td=1,1,154]名称[/td][td=1,1,86]批准日期[/td][td=1,1,97][align=center]实施日期[/align][/td][td=1,1,131]备注[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG118-2010[/td][td=1,1,154]扭簧比较仪检定规程[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-12-10[/align][/td][td=1,1,131]代替JJG118-1987[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG912-2010[/td][td=1,1,154]治疗水平电离室剂量计检定规程[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-12-10[/align][/td][td=1,1,131]代替JJG912-1996[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG905-2010[/td][td=1,1,154]刮板细度计检定规程[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-12-10[/align][/td][td=1,1,131]代替JJG905-1998[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG945-2010[/td][td=1,1,154]微量氧分析仪检定规程[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-12-10[/align][/td][td=1,1,131]代替JJG945-1999[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG1058-2010[/td][td=1,1,154]实验室振动式液体密度仪检定规程[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG2045-2010[/td][td=1,1,154]力值(≦1MN)计量器具检定系统表[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-12-10[/align][/td][td=1,1,131]代替JJG2045-1987[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJG2094-2010[/td][td=1,1,154]密度计量器具检定系统表[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1117-2010[/td][td=1,1,154]计量比对规范[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-12-10[/align][/td][td=1,1,131]代替JJG1117-2004[/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1255-2010[/td][td=1,1,154]厚度表校准规范[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1256-2010[/td][td=1,1,154]X射线单晶体定向仪校准规范[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1257-2010[/td][td=1,1,154]干体式温度校准器校准方法[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1258-2010[/td][td=1,1,154]步距规校准规范[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1259-2010[/td][td=1,1,154]医用注射泵和输液泵校准规范[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1260-2010[/td][td=1,1,154]婴儿培养箱校准规范[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-09-10[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1261.1-2010[/td][td=1,1,154]用能产品能源效率标识计量检测规则[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-08-01[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1261.2-2010[/td][td=1,1,154]房间空气调节器能源效率标识计量检测规则[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-08-01[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][tr][td=1,1,103]JJF1261.3-2010[/td][td=1,1,154]家用电磁炉能源效率标识计量检测规则[/td][td=1,1,86]2010-06-10[/td][td=1,1,97][align=center]2010-08-01[/align][/td][td=1,1,131][/td][/tr][/table]特此公告。二〇一〇年六月十日[/td][/tr][/table]
《科技日报》2008年4月21日讯 一个由美国、俄罗斯、德国和比利时的科学家组成的研究小组,在温度接近绝对零度和强磁场状态下,从氮化钛薄膜中发现了超绝缘现象,奇怪的是,超绝缘现象是由超导现象引起的。该项科研成果发表在近期出版的英国《自然》杂志上。 1911年,荷兰物理学家卡茂林-昂尼斯意外地发现,将汞冷却到-268.98℃时,汞的电阻会突然消失,从而首次发现了超导现象。 1957年,美国伊利诺斯大学的巴丁、库柏和斯里弗提出了著名的“巴库斯超导量子理论”,他们认为,在超导态金属中电子以晶格波为媒介相互吸引而形成电子对,无数电子对相互重叠又常常互换搭配对象形成一个整体,电子对作为一个整体的流动产生了超导电流。由于拆开电子对需要一定能量,因此超导体中基态和激发态之间存在能量差,即能隙。这一理论的提出使超导研究进入了一个新的阶段。 1962年,年仅20多岁的剑桥大学实验物理研究生约瑟夫逊提出,在超导结中电子对可以通过氧化层形成无阻的超导电流,这个现象称作直流约瑟夫逊效应。 超导现象研究中的上述三次重大发现与近期多国科学家的发现有何关系?表面上看,虽然研究结果相反,但从整体上看是一致的。 研究人员将氮化钛薄膜冷却到接近绝对零度的状态,也就是说符合瑟夫逊效应,在这样的薄膜上外加直流电后发现,电流无损耗地经过薄膜,薄膜中产生了超导现象。但具有瑟夫逊效应的氮化钛薄膜只是一种理想模型,实际上的薄膜是一种微小尺寸的颗粒结构,在低温环境下颗粒是一种超导磁畴,并被绝缘区包围。 研究人员将薄膜置于0.9特斯拉(为地球磁场2000倍)的强磁场、温度为70mK(K为绝对温度)的环境中后发现,薄膜的表现就像普通的绝缘体一样,但当温度降低到20mK后发现,电流急剧接近零,也就是电阻无限增大。原来,这里发生了量子现象,出现了与超导完全相反的现象———超绝缘。虽然这很奇怪,但超绝缘效应在实验中与超导现象同时存在,因为磁畴仍然具有超导性。 超绝缘现象具有多大的稳定性?众所周知,当温度高于临界温度、外界磁场高于临界场和外加电流高于临界电流的情况下,超导现象将被破坏。研究发现,在某些状态,超绝缘现象也存在类似的情况。 研究人员指出,尽管上述研究目前只是基础研究,但该超绝缘现象的实际应用非常重要,它能解决一系列化学电源上的重大问题。
[size=14px][color=#ff0000]摘要:超低重力仪器中要求液氦池温度恒定,为实现小于0.1mK的波动度,气压控制的波动度要小于10Pa。为此本文提出了相应技术方案,核心内容是实现缓冲罐的气压精密控制,采用了双向控制模式,并使用了万分之一精度的气压传感器、电动针阀和PID控制器。[/color][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#ff0000]一、问题的提出[/color][size=14px]超导重力仪器有超导重力仪和超导重力梯度仪,都是用来对重力信号进行精密测量的仪器。超导重力仪器需要在低温条件对极微弱信号进行测量,所以对低温温度恒定有很高的要求,即要求液氦池温度波动在0.1mK以内。[/size]对于液氦池温度的精密控制可以通过控制液氦池内的气压来实现,这就要求气压的测量和控制达到极高水平。本文将针对超导重力仪器中液氦池内气压的高精密控制问题,提出相应的解决方案。此方案的优势是液氦池温度的控制精度主要受压力传感器精度的影响,选择超高精度的压力传感器,并通过精密数控针阀和高精度PID控制器,采用下游抽气流量控制模式,可使液氦温度的波动稳定控制在0.1mK以内。[size=14px][color=#ff0000]二、技术方案[/color][/size]液氦温度的精密控制原理是基于液氦饱和蒸气压与对应温度的关系。根据液氦饱和蒸气压与温度的对应关系,液氦温度要控制在4K左右,并要求温度波动小于0.1mK,则要求液氦上部气压控制在100kPa左右时,气压的波动要小于10Pa以内。[size=14px]为了实现上述气压控制精度,本文提出的技术方案具体包括以下几方面的内容:[/size][size=14px](1)液氦池上部的气压控制可以抽象为一个密闭容器内的压力控制。对于密闭容器的压力控制需要增加一个缓冲罐,通过缓冲罐的压力控制实现液氦池的压力控制,结构如图1所示。[/size][align=center][size=14px][img=气压控制,550,490]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205230927573218_8908_3384_3.png!w690x615.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=14px]图1 高精度气压控制系统结构示意图[/size][/align][size=14px][/size][size=14px](2)缓冲罐的压力控制采用了上下游双向控制模式,通过调节进气和抽气流量进行控制。[/size](3)整个控制系统包括缓冲罐、气压传感器、PID控制器、数字针阀和真空泵。[size=14px](4)如果气压控制在100kPa并要求波动小于10Pa,则要求气压的测量和控制要有10/100k=0.0001(万分之一)的精度,由此需要配备万分之一精度的气压计和PID控制器。[/size]总之,本文所述的技术方案,其控制精度主要受气压传感器和PID控制器精度的限制,结合步进电机驱动的小流量电动针阀,通过高精度传感器和控制器,可以实现超导重力仪液氦温度的精密控制,温度波动可以控制在0.1mK以内,且不受外部环境温度变化影响。[size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size]
牛津仪器超导部在第十一届全国低温物理学术年会中展示其最新的低温超导技术和整体解决方案,为专业用户提供优质产品及服务2007年8月10日至14日,牛津仪器公司超导部参加在哈尔滨市举办的2007年第十一届全国低温物理学术年会,并于展示其最先进的低温制冷技术以及无液氦整体解决方案。本次年会由中国物理学会低温物理专业委员会主办,中科院物理研究所和哈尔滨工业大学凝聚态科学与技术研究中心承办,是中国最早最具权威的低温物理研讨会。作为此次年会的最大赞助商,牛津仪器不仅充分展示了其在低温技术研发方面的实力,而且还将展览一系列的未来技术,与与会学者共同探讨低温技术的发展趋势,以及如何在节省液氦的同时提高实验效率。牛津仪器超导部经理李俊云博士表示:“牛津仪器始终坚信低温技术的改善将为科学的发展带来更多的激动人心的发现。作为全球领先的低温超导技术提供者,牛津仪器多年来一直关注于低温超导领域的发展以及降低实验消耗的研究,致力于为科研,工业等各个专业领域提供量身定制的低温解决方案。“为专业人士提供专业的服务”是牛津仪器的品牌承诺,希望通过不断的科技创新满足科学家的实验需求,在减少实验消耗的同时提高仪器性能,为中国的低温物理发展贡献一份力量。 在本次的展会中,超导部门就公司的四个最新实验技术- 无液氦低温磁场测量环境、高效液氦杜瓦系统、无需液氦的稀释制冷机以及通用测量环境系统进行展示,并邀请相关的专家及研发人员就这四方面技术与发展进行探讨。首先,在全球液氦日趋紧张的今天,低温系统的液氦节约技术尤为重要。出色的无液氦技术使科研更简单、更轻松,从而降低了实验的经济成本和时间成本,提高了实验效率。牛津仪器专业的低温实验解决方案不仅针对具体研究进行度身定制的仪器设计,而且因地制宜采用多种液氦循环方式实现对实验系统有更简单更方便的维护。另外,良好的实验设备形成令人愉悦的科研环境还能够激励科研工作者进行更多的探索。当然,牛津仪器最为人所熟知的便是其领先业界的稀释制冷机系统和超导磁体,目前最新一代稀释制冷机——TritonDR ——采用了最新无液氦技术,利用内部气体自循环和无泄漏的管道实现可靠的实验操作。Triton 还采用了低振动脉冲冷头,自诊断电脑控制,飞瓦(10^-15w)温控技术,为低温实验提供了最佳的条件控制。牛津仪器已可以提供磁场强度至22T的超导磁体,与稀释制冷机共同提供低温强磁场的实验环境。 牛津仪器在中国的低温科研方面扮演了重要的角色,不断致力于为中国提供优质低温实验解决方案。
近日,安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息,国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”在交付客户后完成性能测试,实际运行指标达到同类产品国际主流水平,成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。据媒体报道,2023年下半年,国盾量子向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品,经客户多月测试,设备长时间连续稳定运行,能够结合主动减震系统以及磁屏蔽等,为量子芯片提供低至10mK级别的极低温低噪声环境,制冷功率达到450uW@100mK。在容纳78根低温测控同轴线缆的超导量子计算低温支撑系统中,分别对56比特和24比特超导量子芯片进行测试,稀释制冷机运转效果良好,达到了国际先进水平。实际上近年来,量子科技已引起国内外的广泛关注。而发展先进的量子科技离不开极低温制冷技术,这主要是由于量子本身是微观的效应,很容易受到干扰,而超低温可以将噪音降得很低。比如,对量子比特来讲,它最怕的就是温度,因为温度产生热耦合噪音,低温之后噪音就可以被极大的限制,使它成为孤立系统,这时它的退相干时间就会大大延长,量子比特才会成功,否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。目前达到低温的手段主要有吸附制冷、绝热去磁制冷和稀释制冷。稀释制冷技术于 1950 年代首次提出,并在 60 年代建成了第一个完整的稀释制冷系统,随后便成功商业化。稀释制冷技术最低温度可以低至数个mK(10K),具有制冷过程连续不间断及制冷功率较大等优点,随着低温物理研究需求的不断增加,其已经成为目前最为流行的制冷方法。水有普通的水和重水,它们混合到一块是分不开的,但是氦三氦四不一样,液态的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开,自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应,其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应,就会有降温效应,连续的补充和打破平衡,就使得混合液一直处于相分离状态,就实现了所谓的稀释制冷,这就是稀释制冷机的原理。随着量子计算等技术的不断发展,对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求,当前国内有数家单位和企业在投入精力开发。[b]中科院物理所[/b]2021年,中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温,标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展,具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。2023年3月28日,中国科学院物理研究所承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试。测试专家组认真听取了项目工作报告,审查了技术测试方案,查验了测试仪器和受试设备,通过现场测试和读取测试数据,一致认为该无液氦稀释制冷机长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK,制冷功率达到450μW@100mK,两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。[b]合肥知冷低温科技有限公司[/b]2023年6月13日,“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约,并入驻量子信息未来产业科技园。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示,项目是合肥“以投带引”的成功案例,在合肥市科技创新集团的支持下,项目公司将拿到第一笔种子基金,打通落地转化的最初一公里。[b]本源量子[/b]2023年10月,由本源量子计算科技(合肥)股份有限公司完全自主研发的本源SL400国产稀释制冷机成功下线,这是国内科创企业的研发团队首次成功突破量子计算极低温制冷这一关键核心技术。省量子计算工程研究中心相关负责人张俊峰说:“该稀释制冷机可提供12mK以下的极低温环境及不低于400μW@100mK的制冷量,降温时间在40小时内,升温时间在24小时内,可满足超导量子计算的极低温运行环境和快速回温的要求,达到国际主流产品的水平。”此外,中船重工、飞斯科等国产厂商目前也在投入相关设备研发。中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司市场总监巢伟向仪器信息网透露,当前国内能用的最基础版本的是400-500μW,而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了,甚至开展了10mW的研究,比如IBM的10mW的设备已经用起来了。林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。当前中船低温已实现4K制冷机每年一千多套的量产。上世纪70年代物理所冉启泽老先生曾研制出湿式稀释制冷机,但后来无人从事相关研究,相当长一段时间内国内处于技术断层和研究空白,目前国内所用到的稀释制冷机均从欧美购买,比如Oxford Instruments ,Cryomagnetics,Janis Research Company,Bluefors Oy NanoMagnetics Instruments, ICE Oxford Ltd,Quantum Design, Inc.,Leiden Cryogenics Entropy等。2019年12月,美国商务部的一份内部文件提出,未来将限制向中国等美国在量子计算上的竞争对手出口稀释制冷机。一旦被限,中国的量子计算研究将面临重大挑战。据了解,国际主流稀释制冷机售价400万元至600万元,稀释制冷机的国产化,在一定程度上扭转了量子计算关键核心技术受限的局面,加快了量子计算领域自立自强步伐,增强我国在量子计算领域完全自主可控能力。[来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]
单位想成立一个食品检测中心,想购买一些光谱方面的仪器,请教各位:红外、吸收、荧光、icp-ms在食品检测中的应用以及比较一下这几种的优缺点!也可以同时购买,但不知道是否会出现功能上的重复!同事想请教各位老师,这几台仪器有没有在重金属以及有害元素的检测中必须用到的?感谢各位赐教!
据美国物理学家组织网9月6日(北京时间)报道,美国科学家将两块不具有磁性的绝缘体粘合在一起,结果发现,它们相遇的接口层既有磁性又有超导性。这一结果令人吃惊,因为在正常情况下,磁性和超导性无法共存,科学家有望据此研制出新奇的电子材料。研究论文发表在9月5日出版的《自然-物理学》杂志上。 斯坦福材料和能源科学研究所(SIMES)、美国能源部下属的斯坦福直线加速器中心和斯坦福大学的科学家携手进行了这项研究。该论文的第一作者、SIMES的研究生朱丽·伯特和同事与来自日本东京大学的应用物理学家哈罗德·黄一起,将一薄层铝酸镧放置在一个钛酸锶基座上,结果发现,这两种复合氧化物相遇的原子层变得具有磁性,同时在接近绝对零度的温度下,电流能毫无电阻地流过该处,这表明,该原子层也具有超导性。
请问汞在高电流下与铜能生成什么物质.如果蒸发会对人体造成什么危害.汞的膨胀系数是多少?导电时如果有杂质会引起什么样的后果?
[b]一、导电银浆分类[/b] 导电银浆是指印刷在承印物上,使之具有传导电流和排除积累静电荷能力的银浆,一般印刷在塑料、玻璃、陶瓷和纸板等非导电承印物上。导电银浆一般分为2类: (1)烧结型导电银浆 烧结成膜,以玻璃粉和氧化物为粘结剂。 (2)聚合物型导电银浆 常温、加热或辐射固化成膜,以有机聚合物为粘结剂。[b]二、导电银浆组成[/b] 导电银浆由导电填料、树脂、溶剂及助剂组成,如Table 1所示。[align=center]Table 1 导电银浆组成[/align][align=center][img=,690,233]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101050041463_344_2879355_3.jpg!w690x233.jpg[/img][/align][b]三、导电银浆制备工艺[/b][align=center][b][img=,690,84]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101050321100_3940_2879355_3.jpg!w690x84.jpg[/img][/b][/align][b][b]四、导电银浆的性能及应用[/b] 导电银浆作为一种电子材料,其主要应用性能包括:导电性、附着力、耐弯折性、稳定性,在导电领域的应用日趋广泛,主要应用于以下领域(如Figure 1所示):[/b][align=center][b][img=,559,154]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101050594567_6425_2879355_3.jpg!w559x154.jpg[/img][/b][/align][b][/b][align=center]Figure 1 导电银浆的应用领域[/align][b]五、导电银浆的现状[/b] 国产银导电浆料在导电性能、浆料稳定性方面与进口产品存在差距,使得电子浆料仍旧依赖于进口,这在很大程度上降低了国内企业生产太阳能电池的市场效益。如何生产具有良好稳定性的电子浆料成为国内企业生产银导电浆料的首要问题。 导电银浆生产的知名厂商包括:美国杜邦、韩国SAMSUNG、德国HERAEUS、上海住矿、上海大洲和贵研铂业。[b]六、导电银浆的常见问题与微谱服务方案[/b][align=center][b][b][img=,563,297]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101051221143_8582_2879355_3.jpg!w563x297.jpg[/img][/b][/b][/align][b][b][b]七、微谱服务项目举例[/b]:[b] 项目描述:[/b]样品为太阳能电池用导电银浆,参考样品使用后发黑,而目标样品使用后不发黑,客户希望通过对比分析参考样品与目标样品,找到产品发黑原因并解决该问题。 [b]项目知识背景:[/b]太阳能电池应用中需要高温烧结型的导电银浆,一般由导电相银、粘结相玻璃、有机载体(树脂&有机溶剂) 组成,其原理是:有机载体使导电银浆在低温时具有印刷适应性,并通过树脂粘附在承印物表面,高温烧结时,树脂受热分解,有机溶剂挥发,玻璃相熔化成为粘结相将导电相粘结导通并附着在承印物上形成导电通路。[b] 微谱服务方案:[/b][/b][/b][align=center][b][b][b][img=,543,357]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101051509969_7841_2879355_3.jpg!w543x357.jpg[/img][/b][/b][/b][/align][b][b][b] 对比系列成分分析结果,未发现导致产品发黑的典型因素存在,仅通过参考样品与目标样品的XRF对比测试,发现参考样品中的玻璃粉中含有元素Ni、Bi、Mo、W等(Figure 2),而目标样品的玻璃粉中未测试到这些元素(Figure 3),考虑到样品使用工艺为高温烧结,微谱工程师推测Ni、Bi、Mo、W等元素的存在,使得参考样品在高温环境中发生氧化,进而导致产品发黑,并建议客户更换参考样品中的玻璃粉(不含有易氧化变黑元素)来解决样品发黑问题。[/b][/b][/b][align=center][b][b][b][img=,501,260]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101052261373_161_2879355_3.jpg!w501x260.jpg[/img][/b][/b][/b][/align][align=center][b][b][b]Figure 2 参考样品XRF测试结果[/b][/b][/b][/align][align=center][b][b][b][img=,501,176]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807101052507803_2109_2879355_3.jpg!w501x176.jpg[/img][/b][/b][/b][/align][align=center][b][b][b]Figure 3目标样品XRF测试结果[/b][/b][/b][/align][align=left][b][b][b][/b][/b][/b][/align][list][*]声明:本文资料为“上海微谱化工技术服务有限公司”原创,未经允许不得私自转载。否则我司将保留追究其法律责任的权利。[/list]