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应用本征超导态理论计算Hg系超导材料的临界温度及掺杂的研究

2020-12-11阅读(395)

应用本征超导态理论计算Hg系超导材料的临界温度及掺杂的研究

论文摘要

本研究是以邹壮辉等人提出的本征超导态理论和复杂晶格结构的等效价键分析方法为基础,研究了一些结构较为复杂的多元超导材料等效价键结构的构造方法,确定了适用多元材料超导临界温度计算的参数取值通用规则,并由此确定多种材料的计算参数：传导电子数Ne、摩尔原子体积V。、材料电离能取值Ei-E1、有效电子通道数neff。本文确定了HgBa2Can-1CunO2n+2（n=1,2,3,4,5,6）共6种多元氧化物材料的参数取值,并计算了其超导转变临界温度T。,计算结果与实验测量值相差不大,并分析了计算误差产生的原因。以金属原子为晶体结构框架,计算HBCCO晶体的间隙位置及间隙球半径,初步得出能够掺杂的元素。运用本征超导态理论对一些已有的实验规律进行解释,发现六种超导材料有（Ne/va）1/3的计算值大约都在0.600～0.653的规律,与以往计算的其他材料（YBCO,BSCCO,TBCCO）规律相符,能否以其作为材料超导的判据,还有待进一步验证。另外,还利用本证超导态理论解释了掺杂提高临界温度的原因。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 概述
  • 1.2 超导现象的发现
  • 1.3 超导电基本性质
  • 1.3.1 零电阻性
  • 1.3.2 迈斯纳效应（完全抗磁性）
  • 1.3.3 超导能隙
  • 1.3.4 同位素效应
  • 1.3.5 涨落效应
  • 1.3.6 约瑟夫森效应
  • 1.3.7 超导电子有序化
  • 1.4 超导材料的分类
  • 1.4.1 两种超导体
  • 1.4.2 按化学成分的分类
  • 1.5 课题研究方向和主要内容
  • 1.6 课题研究意义
  • 第2章 超导研究进展
  • 2.1 超导材料的发展
  • 2.1.1 超导薄膜
  • 2.1.2 超导线带材
  • 2.1.3 超导块材
  • 2.2 超导材料的应用
  • 2.2.1 超导在电力领域中的应用
  • 2.2.2 超导在大型科学工程中的应用
  • 2.2.3 超导在交通运输和工业领域的应用
  • 2.2.4 超导在生物医学领域中的应用
  • 2.2.5 超导在生物医学领域中的应用
  • 2.3 超导理论研究的进展
  • 2.3.1 低温超导理论的发展
  • 2.3.2 高温超导理论的发展
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 本证超导态理论
  • 3.1 本征超导态模型的一般描述
  • 3.1.1 零电阻条件
  • 3.1.2 本征超导态理论基本假定
  • 3.1.3 本征超导态理论的基本公式
  • 3.2 相关参数的确定方法
  • 3.2.1 传导电子数Ne
  • a'>3.2.2 摩尔原子体积Va
  • i与El'>3.2.3 电离能Ei与El
  • eff'>3.2.4 有效电子通道数neff
  • 3.3 关于本征超导态理论的讨论
  • C的计算及掺杂分析'>第4章 HBCCO超导临界温度TC的计算及掺杂分析
  • 4.1 Hg-1201材料相关系数确定及超导临界温度的计算
  • a'>4.1.1 传导电子数Ne和摩尔体积Va
  • i和El的取值'>4.1.2 电离能Ei和El的取值
  • eff'>4.1.3 有效电子通道数neff
  • 2CuO4临界温度Tc的计算'>4.1.4 HgBa2CuO4临界温度Tc的计算
  • 4.2 Hg-1212材料相关系数确定及超导临界温度的计算
  • a'>4.2.1 传导电子数Ne和摩尔体积Va
  • i和El的取值'>4.2.2 电离能Ei和El的取值
  • eff'>4.2.3 有效电子通道数neff
  • 2CaCu2O6临界温度Tc的计算'>4.2.4 HgBa2CaCu2O6临界温度Tc的计算
  • 4.3 Hg-1223材料相关系数确定及超导临界温度的计算
  • a'>4.3.1 传导电了数Ne和摩尔体积Va
  • i和El的取值'>4.3.2 电离能Ei和El的取值
  • eff'>4.3.3 有效电子通道数neff
  • 2Ca2Cu3O8临界温度Tc的计算'>4.3.4 HgBa2Ca2Cu3O8临界温度Tc的计算
  • 4.4 Hg-1234材料相关系数确定及超导临界温度的计算
  • a'>4.4.1 传导电子数Ne和摩尔体积Va
  • i和El的取值'>4.4.2 电离能Ei和El的取值
  • eff'>4.4.3 有效电子通道数neff
  • 2Ca3Cu4O10临界温度Tc的计算'>4.4.4 HgBa2Ca3Cu4O10临界温度Tc的计算
  • 4.5 Hg-1245材料相关系数确定及超导临界温度的计算
  • a'>4.5.1 传导电子数Ne和摩尔体积Va
  • i和El的取值'>4.5.2 电离能Ei和El的取值
  • eff'>4.5.3 有效电子通道数neff
  • 2Ca4Cu5O12临界温度Tc的计算'>4.5.4 HgBa2Ca4Cu5O12临界温度Tc的计算
  • 4.6 Hg-1256材料相关系数确定及超导临界温度的计算
  • a'>4.6.1 传导电子数Ne和摩尔体积Va
  • i和El的取值'>4.6.2 电离能Ei和El的取值
  • eff'>4.6.3 有效电子通道数neff
  • 2Ca5Cu6O14临界温度Tc的计算'>4.6.4 HgBa2Ca5Cu6O14临界温度Tc的计算
  • 4.7 HBCCO材料掺杂的理论分析
  • 4.7.1 常见品格结构中的典型间隙
  • 4.7.2 高温超导材料（HBCCO）晶体结构中间隙球的计算
  • C的计算结果与讨论'>第5章 TC的计算结果与讨论
  • C计算结果与实验测量结果的比较'>5.1 TC计算结果与实验测量结果的比较
  • 5.2 误差分析
  • eff的讨论'>5.3 关于neff的讨论
  • 1/3的讨论'>5.4 关于（Ne/Va）1/3的讨论
  • 5.5 关于HBCCO掺杂的讨论
  • 第6章 结论
  • 参考文献
  • 致谢

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