掺杂MgB2体系晶格常数及MgB2掺杂选取的研究

论文摘要

自1911年荷兰物理学家昂尼斯首次发现超导电性以来,超导研究一直是人们关注的热点问题。本论文首先对超导物理进行了简单地概述,简单地介绍了超导物理的发展、基本概念、基本理论,二硼化镁的一些基本特征和超导电性。紧接着回顾了一下电负性的发展过程。考虑到二硼化镁掺杂的重要性,最后对二硼化镁的掺杂进行了一些研究,得到了一些有意义的结果。研究结果表明:掺杂MgB2体系转变温度随晶格常数c、a、晶格常数c与a的比值c/a、元胞体积V的增大均出现先增后减的趋势,转变温度最高的为纯二硼化镁,转变温度Tc=39K,其c为3.56980?,a为3.08065?,c/a为1.15878,V为88.01982?3。大部分掺杂MgB2体系的晶格常数c处在3.50496?~3.53218?之间、a处在3.07399?~3.09100?之间、c/a处在1.13548~1.15129之间、V处在85.84919?3~87.88564?3之间。相比之下,掺杂MgB2体系的晶格常数c越接近3.5698?、a越接近3.08065?、c/a越接近1.15878、V越接近88.01982?3的掺杂效果越佳。目前,由于二硼化镁的超导机制还存在一定的争论,并且超导体的晶体结构与其超导电性有着密切的联系,所以上述结果给研究者对掺杂二硼化镁体系超导电性的研究工作有一定的指导意义。考虑到对二硼化镁进行掺杂时掺杂元素、掺杂比例选取存在一定的盲目性,我们研究了掺杂二硼化镁体系与Sanderson电负性均衡值之间的关系,发现它们之间存在很好的规律性:掺杂二硼化镁体系转变温度与掺杂二硼化镁体系Sanderson电负性均衡值之间满足二次函数的关系,目前处在波峰的为纯二硼化镁,其Sanderson电负性均衡值为1.45579,对应转变温度为39K,Sanderson电负性均衡值大于1.45579和小于1.45579的掺杂都使得转变温度降低了,Sanderson电负性均衡值越接近1.45579的掺杂的效果越佳。这些结果给实验工作者对掺杂元素和掺杂比例的选取提供了一个很好的理论指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超导的发展
• 1.2 超导的基本概念
• 1.2.1 超导体
• 1.2.2 同位素效应
• c和临界电流I_c'>1.2.3 临界磁场H_c和临界电流I_c
• 1.2.4 超导体的分类
• 1.3 超导的基本理论
• 1.3.1 超导相的二流体模型
• 1.3.2 BCS理论
• 2 的基本特征'>1.4 MgB₂的基本特征
• 2的晶体结构'>1.4.1 MgB₂的晶体结构
• 2 的能带和态密度图'>1.4.2 MgB₂的能带和态密度图
• 2的压强效应'>1.4.3 MgB₂的压强效应
• 2的掺杂效应'>1.4.4 MgB₂的掺杂效应
• 1.5 本论文研究的主要内容
• 参考文献
• 第二章 电负性
• 2.1 元素电负性
• 2.1.1 鲍林（Pauling）电负性标度
• 2.1.2 密立根（R.Mulliken）电负性标度
• 2.1.3 桑德逊（Sanderson）电负性标度
• 2.1.4 李世瑨电负性标度
• 2.1.5 奥尔雷特-罗乔电负性标度
• 2.1.6 喻典等人以密度泛函理论为基础的元素电负性计算
• 2.2 化合物电负性均衡值
• 参考文献
• 2 体系超导电性及硬度均衡值ηcq 的关系'>第三章 晶格常数与掺杂MgB₂ 体系超导电性及硬度均衡值ηcq 的关系
• 2 体系超导电性的关系'>3.1 晶格常数与掺杂MgB₂体系超导电性的关系
• 3.2 晶格常数与掺杂MgB 2体系硬度均衡值ηcq 的关系
• 3.3 本章结论
• 参考文献
• 2 体系超导电性的关系'>第四章 Sanderson电负性均衡值与掺杂MgB₂体系超导电性的关系
• 4.1 元素的桑德逊（Sanderson）电负性的理论计算
• 2 体系桑德逊（Sanderson）电负性均衡值的计算'>4.2 掺杂MgB₂体系桑德逊（Sanderson）电负性均衡值的计算
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章结论
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本论文总结
• 5.2 展望
• 附录:攻读硕士期间发表和完成的论文目录
• 致谢