常温超导系列科普:FC和ZFC测试曲线

2023年07月29日11:07:06 科学 1983

超导材料是一种在低温下表现出特殊电性质的物质,它们可以完全抵抗磁场的穿透,即具有完全抗磁性。当超导样品处于不同的温度和外磁场条件下时,其磁化率(磁化程度与外磁场的关系)会发生变化。

为了研究超导材料的性质,人们通常会进行两种测试曲线的测量:场冷曲线(Field Cooling, FC)零场冷曲线(Zero Field Cooling, ZFC)。这两条曲线的颜色在图中用高亮显示。场冷曲线测量是在施加外磁场的条件下进行的。而零场冷曲线测量是在没有外磁场的条件下进行的。

常温超导系列科普:FC和ZFC测试曲线 - 天天要闻

黑色是ZFC,红色是FC

高于超导临界温度(Tc)的温度范围内,ZFC和FC曲线基本重合,因为此时超导性已经消失,材料的磁化行为与普通材料相似。

当温度降至临界温度以下时,ZFC曲线会出现一个明显的下降,而FC曲线基本保持平坦。这是因为在临界温度以下,材料开始表现出超导性,对外磁场有较强的抵抗能力。ZFC曲线下降的原因是超导材料内部形成了超导电流环路,抵消了外磁场的影响。

因此,在临界温度以下,ZFC曲线和FC曲线会出现分叉。纯净的超导样品的情况下,这个分叉的差值Δχ约等于-1/4π。当样品中存在杂质时,这个差值会变小。通过测量实际差值与理论差值之间的比值,我们可以估算出超导样品中的超导体积或质量分数。

常温超导系列科普:FC和ZFC测试曲线 - 天天要闻

LK-99样本的FC,ZFC

测量超导样品的磁化率随温度和外磁场的变化可以帮助我们了解材料的超导性质。通过比较零场冷曲线和场冷曲线的差异,我们可以评估样品中超导相的含量或质量分数。

科学分类资讯推荐

逐浪大潮!“千年古都”变身“人工智能第一城” - 天天要闻

逐浪大潮!“千年古都”变身“人工智能第一城”

荟萃我国顶尖人工智能学者、研发机构以及数量最多的人工智能企业、人工智能大模型;孵化出我国第一个千亿参数大模型、第一个AI智能体、第一家AI“独角兽”、第一个智能机器人实验室……北京,这座有着3000多年建城史、800多年建都史的千年古都,正
深观察丨“美国核武计划就是一场末日豪赌” - 天天要闻

深观察丨“美国核武计划就是一场末日豪赌”

瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)16日发布的最新年度报告显示,在国际军备控制体系严重削弱之际,世界核武库正在扩大和升级​。 据估计,在全球1.22多万枚核弹头总库存中,超过9600枚处于可用状态。而它们几乎全部属于美俄这两个最大的拥核国家。 报告指出,冷战结束后,美俄两国拆除退役核弹头的速度通常快于增加新...
夏季晚上钓鱼,3种钓位不能选,地形特殊未必有鱼 - 天天要闻

夏季晚上钓鱼,3种钓位不能选,地形特殊未必有鱼

夏钓夏钓,白天不如夜钓!随着气温开始飙升,白天的鱼情会越来越差,可怜的鱼只能清晨、晚上的时候觅食,可怜的钓鱼人只能选择钓早晚了。鱼不“吃饭”的时段,任你技术多强,饵料多香,还是钓不到鱼的,跟着鱼情规律走才是取胜之道。
钇”举突破!我国成功掌握这一技术→ - 天天要闻

钇”举突破!我国成功掌握这一技术→

关注义乌科协2025科普惠及民生6月15日,据中核集团消息,经秦山核电“和福一号”辐照过后的钇-90玻璃微球顺利出堆并通过相关检测,标志着我国成功掌握商用堆生产钇-90的技术,可实现批量化生产。
西农破解秦岭野生木耳基因密码:发现进化奥秘  揭示功效秘密 - 天天要闻

西农破解秦岭野生木耳基因密码:发现进化奥秘 揭示功效秘密

中新网陕西杨凌6月17日电 (阿琳娜 张晴 祁建钊)记者17日从西北农林科技大学获悉,该校食用菌中心李鸣雷教授团队的最新研究首次完成秦岭两株野生木耳染色体级基因组图谱绘制,不仅填补了秦岭木耳基因组研究空白,揭示了木耳进化奥秘,更挖掘出强大的保健功能基因,打开了产业升级新空间。 柞水县位于秦岭南麓腹地,林木资源...
苏国生 : 从安溪走出的国内外知名科学家 - 天天要闻

苏国生 : 从安溪走出的国内外知名科学家

苏国生安溪湖头人国内外知名的数量遗传与遗传育种专家长期致力于动物育种领域的研究与实践今天,让我们跟随福建日报记者的视角,走进这位安溪籍科学家的日常。11苏国生教授1979年毕业于福建农学院动物科学专业,从动科毕业后,他奔赴瑞典农业大学深造,在1993年和1996年分别获得动物育种专业硕士和博士学位。如今他早...
环球金融中心顶部“冒烟” 实为蒸汽遇冷后凝结 - 天天要闻

环球金融中心顶部“冒烟” 实为蒸汽遇冷后凝结

环球金融中心顶部“冒烟” 实为蒸汽遇冷后凝结而成 上海环球金融中心顶部冒出的实为“雾气”。 社交媒体截图 最近,上海环球金融中心顶部“冒气”“冒烟”的图片和视频在社交平台流传很广。有网友好奇:到底是怎么回事? 首先要澄清的是,建筑顶部冒出的既不是烟,也不是物理学定义中的蒸汽,而是空气中的水蒸气遇冷后凝结...