MgB2超导体能隙与比热的关系
MgB2超导膜的研究的开题报告
MgB2超导膜的研究的开题报告
尊敬的评委：
我想就“MgB2超导膜的研究”为题目向各位评委做一份开题报告。
随着电子科技和能源技术的不断发展，超导材料已成为研究的热点领域。
MgB2作为一种新型的高温超导材料，具有超导温度高、超导电性好等优势，是当前研究的热点之一。
MgB2超导膜是指将MgB2材料制备成膜，以期望其在电子器件中发挥更加卓越的性能。
与传统的超导材料铜氧化物相比，MgB2材料可以在较高的温度下成为超导体，且其超导电性能是当前最好的；而MgB2超导膜作为它应用的一种形式，可以在超薄条件下发挥其优良的超导性能。
目前，MgB2超导膜的制备技术还比较薄弱，但是在锆基管式磁控溅射、分子束外延和化学气相沉积等技术的应用下，已经有了一定的进展。
本文拟采用化学气相沉积技术，通过变换反应物流量比，调整反应条件，探究对MgB2超导膜制备的影响，以期望获得制备优质的MgB2超导膜。
本论文主要研究内容包括研究MgB2超导膜的制备工艺，评估膜的
超导性能，探究制备工艺和膜超导性能的关系，以及对具有实际意义的
电子器件进行性能测试。
本研究的意义在于为MgB2超导膜在电子、医疗和军事等领域的应用提供技术手段，并为新型超导膜材料的研究发展提
供新的思路。
总体而言，本研究旨在利用化学气相沉积技术制备MgB2超导膜，
通过研究优化工艺参数，探寻其相关机理，并测试其性能，为进一步应
用于电子技术等领域奠定基础。
感谢各位评委的关注与支持。
MgB2超导膜的制备及性质研究的开题报告
MgB2超导膜的制备及性质研究的开题报告一、选题背景超导材料在电力传输、储存和医疗成像等领域具有重要应用价值。
MgB2是一种新型的二元化合物超导材料，具有超导转变温度较高，超导电流密度较大的特点，因此备受研究关注。
目前，已经有许多研究工作探究了MgB2的制备和性质，但仍然存在一些问题亟待解决。
本研究将致力于对MgB2超导膜的制备及其性质进行深入的研究和探究。
二、研究目的本研究旨在通过制备MgB2超导膜，进一步了解该材料的物理、化学性质，特别是其在超导方面的性能，为其在应用中提供更好的应用基础。
具体目的包括：1、利用物理气相沉积法制备MgB2超导膜。
2、研究MgB2超导膜的结构和物理性质。
3、探究MgB2超导膜的超导性能及其与制备条件的关系。
三、研究内容1、制备MgB2超导膜采用物理气相沉积法，在硅衬底上制备MgB2薄膜。
通过调节沉积参数，如沉积温度、气压、沉积时间等，优化薄膜制备条件，获得高质量的MgB2超导膜。
2、结构和物理性质研究使用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究MgB2超导膜的结构和形貌；使用超导量子干涉（SQUID）磁性测量系统测量MgB2超导膜的临界电流密度（Jc）、临界温度（Tc）等物理性质。
3、超导性能及其与制备条件的关系研究通过采用不同的制备条件（如沉积温度、掺杂等），研究MgB2超导膜的超导性能及其与制备条件的关系，探究影响MgB2超导膜超导性能的因素和机制。
四、研究意义本研究将有助于深入了解MgB2超导膜的制备和性质，为其在超导电力传输、医疗成像等领域中的应用提供技术支持和应用基础。
通过优化制备条件，提高MgB2超导膜的超导性能，将有助于进一步推动超导材料在实际应用中的推广和应用。
五、研究方法及步骤1、物理气相沉积法制备MgB2超导膜；2、采用XRD和SEM等手段分析MgB2超导膜的结构和形貌；3、采用SQUID磁性测量系统测量MgB2超导膜的超导性能；4、通过调节制备条件对MgB2超导膜的超导性能进行优化；5、分析研究结果并撰写论文。
超导体MgB2超导电性及制备技术的研究进展
图I M 2晶 结 gB 体 构
学界为之兴奋， 世界主要媒体都相继报道了这项超导研究领域的新突破。 Nagamatsu 等的 J. 新发现在世界范围内掀起了一股超导热〔， MgB, 超导电性和制备方法的研究论文迅速 2 有关 ] 涌现〔7 3 年多来， 5 70 -4 世界各国的研究人员使用各种现代化的制备技术和研究手段， 制得了
粉末冶金材料科学与工程
第9卷
到致密的块状材料。样 品经抛光后具有金属光泽， 粉末 X 射线衍 射实验表明， 生成物是
MgB2。利用 SQUID 磁强计测量了低温下磁矩随温度的变化， 四引线法测量了电阻随温度的
变化， 结果表明， MgBZ在 39 K 以上发生超导转变。高压合成可以缩短反应时间， 大大减小反 应过程中 Mg 被氧化的几率， 白金箔的使用避免了外界环境的污染， 有利于制备单相的 MgBZ 超导体。
的 振 频 造 高 动 率 成了MgB 高T}9 6 2的 E,11o
元素替代有可能提高某种化合物的超导转变温度， 可以探寻具有更高转变温度的有关化 合物。另外 ， 添加元素之后 ， 只要不使 T} 明显降低， 有可能作为钉扎中心， 从而提高临界电流
密度。添加元素包括碳、 锉、 被、 铜、 妮、 铁、 钻、 [1 8 。在所有的添加 铝、 硅、 锌、 锰、 银、 铁、 镍等[ 3.1]
常采用 Ar 气或 Ar 气和 H: 气的混合气体。
2. 1 块材的制备 (1) 高压合成[1 2 s-21。李绍春等[is〕 将Mg 粉(98. 5%)和超细B 粉(99. 999 )按摩尔比1 : 2 混合， N: 气氛下研磨均匀， 在 再把混合物压片， 用白金箔密封， 放人氮化硼管和石墨管中。利 用叶蜡石块作为传压介质， 3. 0 GPa , 1 000 ℃条件下烧结 10- 30 min , 淬火至室温降压， 在 得
MgB2超导线材制备工艺及其性能研究的开题报告
MgB2超导线材制备工艺及其性能研究的开题报告一、项目背景超导材料是一种在低温下具有零电阻和完全磁通排斥能力的材料。
在能源、交通、医疗和科学研究等领域具有广泛的应用前景。
MgB2超导材料是近年来研究的热点之一，具有磁场承受能力强、制备工艺简单等优点，是目前开发的领域之一。
本项目旨在探究 MgB2 超导材料的制备工艺及其性能，为其在应用领域的进一步开发提供基础。
二、研究内容1. MgB2超导线材制备工艺的研究：研究超导线材的制备方法和工艺条件，包括材料的制备、热处理工艺等。
2. 超导线材的物理性能测试：对制备好的 MgB2 超导线材进行物理性能测试，包括电阻率、临界电流密度等参数的测试和分析。
3. 对超导线材性能的影响因素研究：探究超导线材的制备过程中，各种因素对制备材料性能的影响，包括热处理时间、温度、氧化条件等因素的变化对材料性能的影响。
三、研究意义该研究可以对 MgB2 超导线材的制备工艺和性能进行深入研究，为超导材料的应用提供支撑。
本研究的成果有助于推动 MgB2 超导材料的发展及产业化进程，对于推进我国能源、改善人民生活等领域的发展具有积极的意义。
四、研究方法和思路1. MgB2超导线材制备方法的确定：确定超导线材的制备方法和工艺条件，包括材料的制备、热处理工艺等。
2. 物理性能测试方法的选择：选择合适的测试方法测试超导线材的物理性能，包括电阻率、临界电流密度等参数的测试和分析。
3. 参数优化和数据分析：探究超导线材制备过程中，各种因素对制备材料性能的影响，包括热处理时间、温度、氧化条件等因素的变化对材料性能的影响，进行参数优化和数据分析。
五、预期成果该研究的预期成果包括：1. MgB2超导线材制备工艺的研究成果，包括制备方法、热处理工艺等。
2. MgB2超导线材的物理性能测试成果，包括电阻率、临界电流密度等参数的测试和分析。
3. 对超导线材性能的影响因素研究成果，包括热处理时间、温度、氧化条件等因素的变化对材料性能的影响。
两能隙超导体的电子比热容的开题报告
两能隙超导体的电子比热容的开题报告
题目：两能隙超导体的电子比热容研究
摘要：
两能隙超导体对于超导体的电子配对机制的研究具有重要意义，其
独特的物理性质也使得其在新型超导材料的研究中备受关注。
本文主要
探究了两能隙超导体的电子比热容，通过分析其导体热力学性质，可以
对两能隙超导体的超导性作出更准确的判断。
本文主要内容分为如下几个方面：
1. 两能隙超导体介绍
介绍两能隙超导体的定义、发现及其基本的物理特性。
2. 两能隙超导体的电子配对机制
解释两能隙超导体的电子配对机制，包括BSC理论和黑体辐射理论。
3. 两能隙超导体的电子比热容
通过比较两能隙超导体和单能隙超导体的电子比热容，探究两者的
差异，以及这种差异的原因。
4. 两能隙超导体的磁场响应
介绍两能隙超导体的磁场响应，包括临界磁场、磁滞效应等。
5. 应用和展望
探讨两能隙超导体在超导电子学、量子计算等领域的应用前景，对
其未来的研究方向和发展趋势进行预测。
本文将采取实验和理论分析相结合的方法，借助文献资料和相关实
验数据，对两能隙超导体的电子比热容进行深入研究，为更好地理解该
类材料的物理特性提供理论支持。
超导能隙与温度的关系
超导能隙与温度的关系超导是一种特殊的物理现象，指的是在超导材料中，当温度降低到某一临界温度以下时，电阻突然消失，电流可以在材料中自由流动。
这种现象被广泛应用于超导电器件和超导电磁体等领域。
而超导能隙与温度的关系正是研究超导现象的一个重要方面。
超导能隙是指在超导材料中，低于临界温度时电子能级出现的能隙。
在超导材料中，电子是通过库伦相互作用和晶格振动来传输的。
当温度较高时，晶格振动会导致电子能级产生扩散，使得电子在材料中的传输受到阻碍，因此材料的电阻会出现。
但是当温度降低到临界温度以下时，由于库伦相互作用的特殊性质，电子能级会出现间隔，形成能隙。
在超导材料中，只有当电子能级处于能隙中时，电子才能够自由传输，电阻才会消失。
超导能隙与温度的关系可以通过BCS理论来解释。
BCS理论是由约翰·巴丁·巴丁和约翰·巴丁·约瑟夫森于1957年提出的，他们获得了1972年诺贝尔物理学奖。
根据BCS理论，超导能隙的大小与温度呈反比关系。
具体来说，超导能隙随着温度的降低而增大。
当温度接近临界温度时，超导能隙逐渐减小，直至最终消失。
这是因为在低温下，电子与晶格振动之间的相互作用会增强，使得能隙变窄。
而在高温下，这种相互作用会减弱，能隙变宽。
超导能隙与温度的关系可以用能隙方程来描述。
能隙方程是描述超导能隙与温度关系的数学表达式。
根据能隙方程，超导能隙与温度的关系可以通过一个临界温度和一个能隙常数来确定。
在实际应用中，人们常常通过测量材料的电阻来确定超导能隙与温度的关系。
通过在不同温度下测量电阻，并绘制出电阻与温度的变化曲线，可以得到超导能隙与温度的关系。
通常情况下，温度越低，超导能隙越大，临界温度也越低。
超导能隙与温度的关系是研究超导现象的一个重要方面。
它通过描述电子能级在超导材料中的能隙变化，揭示了超导材料在低温下电子传输的特殊性质。
通过研究超导能隙与温度的关系，人们可以更好地理解超导现象的本质，并为超导材料的应用提供理论依据。
MgB_2超导电性的发现及其特性
MgB2超导电性的发现及其特性学生姓名：高宁学号：20095040202单位：物理电子工程学院专业：物理学指导老师：刘慧职称：实验师摘要：本文介绍了超导发展的历史和最有可能首先实现大规模工业应用的超导材超导电性的发现，详细介绍了MgB2中的超导电性的特性和研究现状，MgB2料MgB2的发现实现了高温超导技术的实用化进程。
关键词：超导; 二硼化镁; 晶体结构; 研究现状The found and characteristics of MgB2’s superconductivity Abstract：This article introduces the development history of superconductor and the found of MgB2’s superconductivity, MgB2 is a superconducting material, which is most probably to be firstly realized in large-scale industrial application. This article also describes the feature and characteristics of MgB2. The found of MgB2 realizes the superconducting technique’s practical applications.Key words：Superconducting,MgB2, Crystal structure, Research status引言自从在铜氧化物中发现了高转变温度的超导体以后，新的高温超导的研发引起了人们极大的兴趣，MgB2超导体以其39K的高转变点打破了Bardeen-Cooper-Schriefler 的理论预言[1]，为研究超导的微观机理提供了一种新型的材料。
新型超导体MgB_2超导电性及制备技术进展
新型超导体M gB 2超导电性及制备技术进展*夏庆林1)**易健宏1),2) 李丽娅1) 叶途明1) 杜鹃1) 彭元东1)1)(中南大学粉末冶金国家重点实验室中南大学物理科学与技术学院,长沙410083)2)(牛津大学材料系,牛津QXI 3PH)摘 要: 文章简单介绍了新型超导体M gB 2的基本超导电性,综述了M gB 2块材(多晶)、线材、带材的主要制备技术,对M gB 2超导材料的应用前景进行了展望,并指明了下一步研究工作的方向。
关键词:M g B 2;超导电性;制备技术Superconductivity and progress in preparation technologyof novel superconductor MgB 2Xia Qinglin 1),Yi Jianhong 1),2),Li Liya 1),Ye Tuming 1),Du Juan 1),Peng Yuandong 1)1)(State Key L aboratory for Power M etallurg y and Schoo l of Physics Science andT echnology,Centr al South U niversity,Changsha 410083,China)2)(Depar tment of M aterials,Ox ford U niversit y,Par ks Road,Ox ford Q XI 3PH,U K)Abstract:After simply introducing the basic superconductiv ity of novel superconductor M gB 2,the main pr epar atio n techniques of bulk (poly cr ystal),w ire,tape of M gB 2w ere outlined T he application of this novel super conductive mater ial is promising and the research directio n on M gB 2is pointed out Key words:M gB 2;superconductivity ;pr epar atio n technology*湖南省自然科学基金资助项目(编号02JJY 2079)**夏庆林(1973-),男,博士研究生,主要从事新型功能材料的研究。
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超导技 术
Ｓ ｐｒｏｄｃｖｙ ｕｅｃｎｕｔｉ ｉｔ
－１７・ ２
根据能隙方程 ， 能隙 Ａ ， Ａ 可由下述积分方程确定 ： ］ （） １
譬 ㈦ 州
式中， ｐ 为费米处的态密度 ， ＝ ｐ， —
利用 自恰近似方法 ， 我们可期
超 导技 术
Ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｃ ｉｉ ｕ ｅｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｖｙ
Ｃｒｏ ＆ Ｓ ｐ ｒ ｏ ｙ． ｕ ｅ ｃ ｎ． Ｖ０． ４ Ｎｏ ２ １３ ．
ＭＢ ｇ ２超 导体 能 隙 与 比热 的关 系
３ ２ Ｔ Ｋ时的能隙 ． ＃Ｏ
Ｔ Ｏ ＃ Ｋ时， 根据能隙方程 ， 能隙 △ ，６ 。△ 由下述积分方程确定
譬 ） 川
［ 硭 １ ＿
态物理界 ， 又掀起了研究简单化合物超导特性的热潮。Ｍ Ｂ ｇ 为 ＡＢ 型的六方结构 ， １ 六角型的 Ｍ 原子层 与石 ｇ
墨蜂窝状的 Ｂ原子层交替排列。实验 和理论Ｈ 证明 Ｍ Ｂ 属于多能带超导体。实验 还证实超导能隙与 ｇ：
温度之间的关系为近 Ｂ Ｓ Ｃ 关系 ， 由此我们可以基于双带模型在 Ｂ Ｓ理论框架 内来讨论 Ｍ Ｂ 的超导电性。此 Ｃ ｇ： 外， 我们注意到 Ｍ Ｂ 的电子结构与其他二元化合物相 比并没有特别 之处 。因此， ｇ 我们认 为对 Ｍ Ｂ 系统 的超 ｇ
ｏ △ （ ）ｉｈ ）＝ ＾ｏ ｓ ｎ ｏ ｓ ）ｉ ｎ
硭
为费米面处的能量。
（ ２ ）
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ｏ ｓｈ ）ｉ ｎ ｏ ｓ ）ｉ ｎ
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其 － 中
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一
研
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ｐ １ （ ／ Ｄ ６ ｎ ｃ ） １ ｐ ［ｎ ｏ ／９） 。 一 ６ １（ ｃｏ ］ ） Ｄ
王建 阳， 王梅 ， 苏希玉 ， 刘文 ， 丕峰 公
（ 曲阜师范大学 物理工程学 院 ， 曲阜 ２３６ ） ７ １５
摘要： 基于双带模型， 通过引入非电子一声子相互作用并利用 自治近似方法在 Ｂ Ｓ Ｃ 理论框架内讨论 了硼化镁超
导体的能隙及电子 比热 。
关键词 ： ；Ｃ 理论 ； 超导 Ｂ Ｓ 双带模 型； 电子一声子相互作用 ； 非 比热
其中： ２ ６ｔ— ） Ａ ２ （—ｌ ｔ Ａ ＝ 晖（ ｂ ， ｎ ） １
因为我们引入了非电子一声子相互作用 （ ＞ ）所 以式 中相互作用为 ＝一 （ ） ， Ｏ， ∞ 一 在这里 ， 我们 忽略了带间的相互作用。△ 和 △ 分别为两个能隙。根据玻戈留波夫变换 ， 能隙方程表示为：
Ｔ ｅｒ ｌｔ ｎ ｏ ｎ ｒ ｙ ｇ ｐ ｅｗｅ ｎ ｓ ｅ ｉ ｃｈ ａ ｏ ｇ ｕ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒ ｈ ｅａｉ ｆｅ ｅ ｇ ａ ｓｂ ｔ ｅ ｐ ｃｆ ｅ ｔｆ ｒＭ Ｂ２ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｃｏ ｏ ｉ
Ｗａ ｇＪａ ｙ ｎ ，Ｗａ ｇＭｅ，Ｓ ｙ ｕ Ｗ ｅ ｎ ｉｎ ａ ｇ ｎ ｉ ｕＸｉｕ， ｎ，Ｇ ｎ ｉ ｎ ｏ ｇＰｆ ｇ ｅ
导电性来说 ， 仅有电子一声子耦合作用 的贡献是不够的 ， 还必须考虑某种非电子一声子相互作用 （ ＞
０ 的贡献 。 ）
２ 理论模型
我们用双带模型ｌ来进行计算 ， ６ 哈密顿量为 ：
日＝ （ ） ＋ ｂ ） ＋ ］ △ ［Ｅ口 ｔ ＋ ：ｌ ］ Ａ ［ｔ６ ６ ｔ６ ］ ［ 。 口 口 ８（ ６ ６ ＋ 。 口ｔ 一ｌ 口 ｔ口 ｔ 一 ｂ ６ｔｔ ＋ ：ｌ
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△＝ 。 （ ｔｈ ）ｇ ， △ 。 ： （ ）ｇ 壳 ｔ｝ １
３ 计算及结果
收稿 日期 ：０ ５—１ — ７ ２０ １ ０
作者简介： 王建阳， １８ 年出生， 男， ０ ９ 在读研究生 ， 主要从事超导理论方面研究
维普资讯
第２ 期
１ 引 言
２０ 年 日本青山学院（ ｏａ ａ ａｕ ） ０１ Ａ ｙｍ ｋｉ 秋光纯（ｕ ｋ ｉｕ Ｇ ｎ ＪｎＡ ｉ ｔ ）教授在 日本仙台召开的“ ｍｓ 过渡金属氧化物”
学术会议上宣布发现了Ｍ Ｂ 的高温超导性能， ｇ 其临界温度 ：３ Ｋ 这一发现轰动了整个超导材料界和凝聚 ９，