檸檬酸摻雜MgB-,2-超導(dǎo)體的釘扎機(jī)制.pdf

1、用化學(xué)溶液法制備的檸檬酸摻雜MgB2超導(dǎo)體，在反應(yīng)過程中碳?xì)浠衔锓纸夂笊傻奶加休^強(qiáng)的化學(xué)活性，較容易摻雜進(jìn)入MgB2的晶格當(dāng)中。碳替代硼進(jìn)入到晶格中，將對(duì)MgB2超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性產(chǎn)生影響。本文研究了檸檬酸摻雜對(duì)MgB2超導(dǎo)體超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，臨界電流密度，不可逆場(chǎng)的影響，同時(shí)碳摻雜引起的散射對(duì)MgB2超導(dǎo)體內(nèi)的釘扎起到一定的效應(yīng)，在文章中，進(jìn)一步討論了檸檬酸摻雜對(duì)釘扎機(jī)制的影響。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸摻雜可以有效地提高M(jìn)gB2

2、超導(dǎo)體高場(chǎng)下的臨界電流密度(Jc)，但由于超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度隨摻雜量線性下降，所以在高溫下檸檬酸對(duì)Jc的提高不是很明顯。臨界電流密度和不可逆場(chǎng)的分析表明，檸檬酸摻雜可以有效提高M(jìn)gB2超導(dǎo)體高場(chǎng)下的性能。在低溫高場(chǎng)下，摻雜量為15％的MgB2超導(dǎo)體臨界電流密度達(dá)到最高值，但是摻雜量繼續(xù)增加時(shí)，載流性能出現(xiàn)下降。在15K時(shí)，15％檸檬酸摻雜的樣品表現(xiàn)出最高的不可逆場(chǎng)。
　　 從約化釘扎力曲線中發(fā)現(xiàn)20％的摻雜樣品表現(xiàn)出最好的性能，但在同

3、溫度下的臨界電流密度20％并不是最高的，這說明臨界電流密度值除受到釘扎強(qiáng)度的作用以外，還受到晶粒間連接，體系載流子濃度等其他相關(guān)因素的影響。在不可逆線的擬合中，發(fā)現(xiàn)3D磁通蠕動(dòng)能夠很好地?cái)M合純樣，劇磁通蠕動(dòng)模型能夠很好地描寫摻雜為30％的樣品，而對(duì)于5-20％的樣品低溫時(shí)主要為3D磁通蠕動(dòng)，中高溫時(shí)主要為劇磁通蠕動(dòng)模型。在集體釘扎理論的基礎(chǔ)上對(duì)Jc-B關(guān)系進(jìn)行擬合，采用設(shè)定衰減指數(shù)和大集體小集體釘扎共同作用的模型均得到很好的結(jié)果。同時(shí)，

4、在對(duì)摻雜樣品釘扎機(jī)制的分析中，我們發(fā)現(xiàn)純MgB2多晶樣品中δTc釘扎起主要作用；摻雜樣品中，δl釘扎和δTc釘扎共同作用，但以δl釘扎機(jī)制的貢獻(xiàn)為主，并隨著摻雜的增加而增加。
　　 從摻雜對(duì)釘扎機(jī)制的影響中，發(fā)現(xiàn)摻雜量為15％時(shí)，對(duì)釘扎機(jī)制的影響飽和，過多的摻雜只會(huì)增加雜相的產(chǎn)生，將會(huì)對(duì)臨界電流密度產(chǎn)生阻礙作用，降低材料的性能，這與Jc-B行為和不可逆場(chǎng)隨摻雜量的變化關(guān)系結(jié)果一致，在低溫時(shí)檸檬酸摻雜為15％的MgB2超導(dǎo)材料表現(xiàn)