連續(xù)逾滲區(qū)域MgB-,2-+MgO復(fù)相超導(dǎo)體的合成與電輸運特性研究.pdf

1、基于真空燒結(jié)技術(shù)和固相置換反應(yīng)原理發(fā)明了一種原位合成復(fù)相MgB2+MgO超導(dǎo)材料的方法，研究了復(fù)相MgB2超導(dǎo)體在正常態(tài)和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度附近的直流電阻、交流阻抗和電流-電壓(I-V)的特性。相比現(xiàn)有的其它復(fù)合超導(dǎo)體，材料具有良好的超導(dǎo)電性和應(yīng)用價值，實驗指出了一種工藝簡單、成本低廉的合成硼化鎂超導(dǎo)材料新方法。 論文也展示了一種真空燒結(jié)技術(shù)所合成的純相MgB2超導(dǎo)材料的性能，對比純相MgB2多晶超導(dǎo)體，所合成的復(fù)相MgB2超導(dǎo)體具有

2、良好的金屬導(dǎo)電性能和超導(dǎo)特性。盡管復(fù)相材料的主相為MgO，但并未明顯影響MgB2的超導(dǎo)連接和臨界溫度等特性，電阻率具有純相樣品相同量級，剩余電阻比RRR=R(300K)/R(40K)=2.4，零電阻和磁化率測量都表明起始超導(dǎo)轉(zhuǎn)變發(fā)生在38 K的溫度附近，零電阻轉(zhuǎn)變溫度Tc0也大于36 K。 主相MgO對復(fù)相MgB2+MgO電輸運弱的影響特征我們利用金屬一絕緣體混合物在逾滲區(qū)域的電連接特性得到了解釋，建立了正常態(tài)復(fù)相超導(dǎo)體含溫度參

3、量的逾滲電阻溫度公式：ρSPT=ρ0+αnTn+αe4+αmT6 。 在正常一超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，實驗發(fā)現(xiàn)了復(fù)相MgB2+MgO超導(dǎo)體直流微分電阻的雙峰特性，揭示了隨著溫度的降低在臨界溫度的左右兩邊樣品直流電阻經(jīng)歷了兩次轉(zhuǎn)變，第一次轉(zhuǎn)變是一定數(shù)量的MgB：顆粒正常態(tài)向超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變的結(jié)果，第二次轉(zhuǎn)變是MgB2顆粒間弱連接Cooper對隧穿所導(dǎo)致。我們結(jié)合復(fù)相MgB2+Mg0超導(dǎo)材料的特點利用逾滲模型推導(dǎo)獲得了轉(zhuǎn)變溫度附近復(fù)相超導(dǎo)體的電

4、阻率-溫度(ρ-T)公式：ρPT=ρne{[1-F(t)]+γJ[1-F(tJ)]-Pnc/1+γJ-Pnc}u，理論對實驗的微分電阻雙峰現(xiàn)象給出了很好的解釋。通過測量超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度附近樣品的交流阻抗隨溫度變化曲線，同樣觀察到了這種雙峰效應(yīng)，實驗清晰的給出交流阻抗虛部的第二個峰隨交流頻率的增加而增大，證明了第二次阻抗的轉(zhuǎn)變是源于樣品內(nèi)部顆粒間的弱連接特性。 通過測量恒流源條件下樣品的電壓-電流(I-V)曲線，發(fā)現(xiàn)了復(fù)相MgB2超導(dǎo)