MgB2超导单晶生长研究

论文题目: MgB2超导单晶生长研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 杜伟

导师: 许东

关键词: 超导体,助熔剂,晶体生长,微结构

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 自1911年,荷兰科学家昂纳斯因在汞（Hg）中发现4.2K超导电性而获得1913年诺贝尔奖以来,超导的研究始终成为世界关注的热点。1933年迈斯纳和奥克森菲尔德发现了迈斯纳效应,这个效应是现代悬浮超导列车能够飞速运行的理论基础。1957年,巴丁、库柏和施瑞弗共同解释了超导转变的微观理论,也即著名的B.C.S理论,因此而荣获得1972年诺贝尔物理奖。1962年,英国剑桥大学博士生约瑟夫森提出,夹有薄绝缘层的两块超导体之间,即使不加电压也可通过一定数值的直流隧道电流,这一现象称为“约瑟夫森效应”,也因此获得1973年度诺贝尔物理奖。1986年,德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒在La2BaCuO4中发现超导转变温度为30K的超导电性,这一发现导致超导研究的重大突破,也因此获1987年诺贝尔物理奖。经过数年的研究发展,超导体的Tc已可达到HgBa2Ca2Cu3O8的135K（物理加压下其Tc为160K）。2003年,诺贝尔物理学奖颁给了阿布里科索夫、金茨堡和莱格特,以表彰他们在超导体和超流体理论上作出的开创性贡献,超导体材料被广泛应用于核磁共振成像和粒子加速器等领域,而超流体则让人们更深入地了解物体在低温状态下的表现形式。到2004年,与超导有关的诺贝尔奖获得者已有9人,这足以看出科学界对此领域的关注。 正是由于人们对于超导体孜孜不倦地探索研究,于2001年初在MgB2中发现了Tc为39K的超导电性,其Tc在插层化合物及合金中是最高的,这一结果再次震惊了超导界。随后许多试验包括比热,光谱学,扫描隧道光谱,高分辨角分辨光电子谱等证实MgB2是一种带双能隙（σ和π键合态）的以声子为介质的s波超导体。然而真正解释MgB2的超导机制,必须生长出高质量的MgB2单晶,到目前为止,与超导机制有关的一些关键的超导参量还没有被确认,使得单晶生长迫在眉睫。虽然已经有几篇关于单晶超导性的报道,但这些晶体大部分是利用高压设备在高压下合成的,晶体形状几乎没有

论文目录:

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 立题背景和意义

1.2 二硼化镁超导体研究现状

1.2.1 二硼化镁晶体结构

1.2.2 二硼化镁超导机制

1.2.3 二硼化镁研究尚存在的问题

1.2.4 二硼化镁单晶的生长

1.2.4.1 密封法单晶生长

1.2.4.2 高压法单晶生长

1.2.5 二硼化镁单晶生长的困难与问题

1.3 本论文的主要研究内容

参考文献

第二章 自熔剂降温法MgB_2单晶生长及微结构研究

2.1 引言

2.2 实验的准备

2.3 实验试剂和仪器

2.3.1 实验试剂

2.3.2 实验仪器

2.4 晶体生长过程

2.5 结果和讨论

2.5.1 XRD表征

2.5.2 SEM表征

2.5.3 HRTEM表征

2.6 MgB_2晶体微结构的研究

2.6.1 实验的准备

2.6.2 实验的结果和讨论

2.6.2.1 MgB_2晶体内应变

2.6.2.2 SQUID表征

2.6.3 MgB_2晶体微结构分析

2.6.3.1 刃位错

2.6.3.2 自有序超结构

2.6.3.3 不全位错

2.7 小结

参考文献

第三章 蒸发熔剂进行MgB_2单晶生长

3.1 引言

3.2 实验的准备

3.3 晶体生长过程

3.4 实验的结果和讨论

3.4.1 XRD表征

3.4.2 扫描电镜表征

3.4.3 SQUID表征

3.4.4 HRTEM表征

3.5 MgB_2晶体生长机制

3.6 MgB_2晶体的解离

3.7 MgB_2晶体的负晶结构

3.8 MgB_2晶体的微观生长结构

3.9 MgB_2晶体的表面形貌与生长机理

3.9.1 直线台阶

3.9.2 柱状突起

3.9.3 生长台阶

3.10 小结

参考文献

第四章 低熔点合金助熔剂法MgB_2单晶生长

4.1 引言

4.2 MgB_2晶体生长过程

4.3 实验的结果和讨论

4.3.1 XRD表征

4.3.2 扫描电镜表征

4.3.3 SQUID表征

4.4 MgB_4的低温磁性质

4.4.1 MgB_4的合成

4.4.2 MgB_4的低温磁性质

4.5 实验中的新发现

4.6 小结

参考文献

第五章 Li_(0.4)Ni_(1.6)O_2的合成与低温磁性能研究

5.1 超导体的结构及共性

5.2 Li_(0.4)Ni_(1.6)O_2的合成及低温磁性质

5.2.1 Li_(0.4)Ni_(1.6)O_2的合成及结构参数

5.2.2 Li_(0.4)Ni_(1.6)O_2的低温磁性质

5.3 小结

参考文献

第六章 主要结论及有待深入研究的问题

6.1 主要结论

6.2 本论文工作的主要创新点

6.3 有待深入研究的问题

附表1

附表2

附表3

致谢

攻读博士学位期间发表及拟发表的学术论文

学位论文评阅及答辩情况表

发布时间: 2005-10-17

参考文献

• [1].镍掺杂对MgB2相的形成及超导性能的影响[D]. 赵倩.天津大学2010
• [2].热压烧结制备纳米颗粒掺杂MgB2超导体研究[D]. 曲波.东北大学2009
• [3].MgB2钉扎性能的研究[D]. 杨烨.西南交通大学2009
• [4].MgB2超导薄膜及其约瑟夫森结的制备研究[D]. 许壮.兰州大学2017
• [5].化学法制备BSCCO和MgB2新型超导带[D]. 杨华哲.东北大学2008
• [6].聚合物对超导材料微观结构及超导性能的影响研究[D]. 张子立.北京工业大学2013
• [7].新型超导材料的制备、超导电性及电子结构和弹性性质研究[D]. 夏庆林.中南大学2011
• [8].几种复杂固体光学性质的密度泛函研究及碳纳米管模型场发射研究[D]. 尚学府.浙江大学2009

相关论文

• [1].二硼化镁（MgB2）的超导机理和性能研究[D]. 李文献.上海大学2011
• [2].二硼化镁的形成机理及其成相控制[D]. 史庆志.天津大学2008
• [3].Bi系和Y系高温超导材料的形成机理、结构与缺陷的研究[D]. 吴力军.湖南大学2002
• [4].YBaCuO超导带材制备的基础研究[D]. 李凤华.东北大学2005
• [5].YBa2Cu3O7-δ和MgB2超导薄膜的制备及微观结构表征[D]. 王天生.燕山大学2006
• [6].碘化铅多晶合成与单晶生长研究[D]. 朱兴华.四川大学2006
• [7].新型MgB2系列超导体的超导电性与微结构研究[D]. 张华荣.中国科学技术大学2006
• [8].超导约瑟夫森结和SQUID中的宏观量子效应[D]. 田野.中国科学技术大学2006
• [9].超导纳米材料的制备与物性研究[D]. 陆小力.中国科学技术大学2007
• [10].电子束蒸发原位退火生长MgB2超导薄膜及其物性研究[D]. 朱红妹.上海大学2007

标签：超导体论文;  助熔剂论文;  晶体生长论文;  微结构论文;