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1、二、預期目標本項目的總體目標：本項目的總體目標是在新型超導材料探索和非常規(guī)超導機理研究上力爭突破，做出重要原始創(chuàng)新性的成果，促進學科的發(fā)展；提高實用超導材料的臨界電流和臨界磁場，在超導材料科學及應用基礎研究的主要方面，繼續(xù)保持在世界前列；同時為我國超導高技術產業(yè)化解決基礎科學問題；培養(yǎng)優(yōu)秀的，扎根國內并具有國際水準的學術帶頭人，培養(yǎng)優(yōu)秀的研究生，博士生和博士后。五年預期目標具體包括以下幾個方面：1．探索新的高溫超導材料，尋找新的合成工藝，以期得到轉變溫度更高，臨界電流更大，應用性能更好的高溫超導材料。爭取探索合成出1－5種新型超導體，并且基于這些新材料，在
2、結構表征和物理研究方面率先做出有重要影響的工作。2．利用多種有特色的研究手段，深入研究非常規(guī)超導體超導態(tài)的低能激發(fā)，正常態(tài)的非費米液體行為，關注量子臨界相變，在非常規(guī)高溫超導機理解決的過程中做出重要甚至是奠定性的工作，努力提出正確的模型和物理圖象，直至解決高溫超導機理問題；在反鐵磁背景超導體的機理方面有重要進展，并找出規(guī)律，給探索新型超導體提供指導。同時完善并使用有自己特色的先進的實驗手段，能夠從微觀層面直接獲得信息。3．提高以MgB2和Bi-2212為代表的實用超導材料的臨界電流、磁通釘扎能力和不可逆磁場，解決實用中的關鍵技術問題。重點關注實用二硼化鎂超
3、導線帶材及薄膜，揭示MgB2及其元素摻雜體系中依次出現(xiàn)各種亞穩(wěn)相的相變機制等，為提高二硼化鎂超導材料性能和尋找新元素摻雜體系提供理論和實驗依據。使二硼化鎂超導線材在20K下其臨界磁場達到5T以上，臨界電流密度達到105A/cm2。并使得1000米級的導線臨界電流密度在20K，2T達到105A/cm2，為研制MgB2高場超導磁體的MRI系統(tǒng)奠定基礎。開展Bi2212線材制備研究，解決普通熔化處理和磁場熔化處理工藝導致的不同芯絲之間和芯絲不同區(qū)域的織構差異問題，擴展Bi2212材料的高織構區(qū)域，為PIT法制備高度織構化和良好晶粒連接性的Bi2212帶材奠定技術
4、和理論基礎。開展2212高場磁體設計計算工作，為內插磁體的制備奠定基礎。們相互關聯(lián)和推動。我們將以新材料探索為先導，結合現(xiàn)有超導材料的合成和優(yōu)化，理解超導機理和磁通運動的物理，并在此基礎上努力提高本項目所針對的高溫超導體的臨界電流和臨界磁場。在超導材料基礎研究方向上，我們要強調原創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)和結果。我們要在過渡金屬化合物，摻雜Mott絕緣體、自旋阻挫材料和新型輕元素體系中進行新超導體的探索。摻雜莫特絕緣體中由于電子之間的相互作用很強，電子的巡游性較差，能帶寬度與關聯(lián)能可比擬，摻雜后所形成的金屬相也不能用描述通常金屬的費米液體模型來描述。在這個金屬相中往往伴隨
5、著出人意料的奇異特性，如高溫超導，巨磁電阻和軌道序等等。另外，超導完全可能通過交換反鐵磁漲落而獲得。在這些非常規(guī)超導機理的研究過程中，我們重點關注配對對稱性的奇異性，一般來說，通過電子－電子相互作用而形成的配對，往往其超導序參量會出現(xiàn)符號的變化。在單帶情況下，也就是說有能隙節(jié)點。因此我們以探測能隙節(jié)點為主要研究方向，在非常規(guī)超導機理研究找到了重要核心，定會在機理研究上面有重大突破。超導也可能在很多輕元素材料中被發(fā)現(xiàn)。原因是這些輕元素材料，往往德拜溫度很高，如果費米面有一定的高電子態(tài)密度，就可能出現(xiàn)高溫超導現(xiàn)象。二硼化鎂就是這方面一個典型的例子。在測量技術上
6、可以利用精密磁測量技術先發(fā)現(xiàn)超導體抗磁信號，然后利用電輸運測量技術來確認新的超導電性。在非常規(guī)超導材料和機制方面，我們要抓住氧化物高溫超導和鐵基超導機理研究這個核心，開展研究工作，然后向具有反鐵磁競爭序的其它超導體和其它新型配對對稱性的超導體方面拓展研究范圍。在與應用相關的基礎研究方面，我們本作有所為，有所不為的精神，選取幾個具有良好應用前景，同時我們又有很好研究基礎的材料開展針對應用性指標的基礎問題研究。比如在二硼化鎂線帶材料方面，我們前期研究已經有了很好的基礎，目前我們的結果與美國研究組和意大利研究組的結果同處世界先進水平，而且西北有色研究院以及中科院
7、電工所在線材的臨界電流方面取得很好的成績，下一期我們將針對MRI要使用的二硼化鎂超導線材，開展基礎研究，爭取使得臨界電流和臨界磁場達到實用化要求。另外，與強磁場相關的全超導磁體備選材料Bi2212也是我們下一期應用基礎研究內容之一。在鐵基超導材料方面，我們在小樣品和單晶樣品上面開展的材料和物理工作引起了世界同行的高度關注，中科院電工所也制備了世界首根鐵基超導線材，下一步我們將要研究其線材制備過程中和長化后的臨界電流和臨界磁場問題。這將讓我們繼續(xù)保持在這方面的優(yōu)勢，并為未來鐵基超導體的應用打下基礎。另外，我們還根據釔鋇銅氧涂層導體發(fā)展的特點，重點選擇了其厚化
8、以后的臨界電流問題開展研究。YBCO超導薄膜在厚度超過一定值后（～
