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《曲阜师范大学》 2003年
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二硼化镁超导电性的研究

王梅  
【摘要】: 自从1911年荷兰物理学家昂尼斯首先发现超导电性以来,超导研究一直是人们关注的热点问题。特别是1986年发现了氧化物高温超导体以后,更是在全世界掀起了超导研究的热潮。2001年1月10日,日本青山学院秋光纯教授宣布二硼化镁材料具有超导电性,超导转变温度高达39K。这一发现又把超导研究推向了高潮。 本论文主要研究新型超导体MgB_2的超导电性。 在第一章,我们简要回顾了超导发展的历程、介绍了BCS理论及其主要结论和双带超导模型。在第二章,我们较为详细地介绍了MgB_2超导体正常态和超导态的基本性质,其中包括同位素效应、霍尔效应、压强效应、掺杂效应等。研究表明,MgB_2超导体基本上是BCS超导体,但存在两个超导能隙。第一个能隙大约在38.6K附近,呈现各向异性,类似于d波超导体;第二个能隙大约在远低于T_c的12K附近;能隙与温度的关系基本上是BCS关系。由此我们认为可以用双带模型来描述MgB_2系统的超导电性。在第三章,我们在双带模型的基础上唯象地引入了非电子-声子相互作用,采用自洽近似方法求解了MgB_2超导体在超导转变温度T_c处的能隙方程,得到了MgB_2超导体的同位素效应。结果表明,当超导转变温度升高至39K时,非电子-声子相互作用强度V_c≈0.43,此时同位素效应指数α~0.30,这个结果与实验基本一致。同时我们还发现,随着非电子-声子相互作用的增加,超导转变温度也随之升高。在第四章,我们分别计算了在不同温度下的超导能隙。结果表明,在T=0K时两能隙与K_BT_c的比值分别为:2Δ_a(0)/K_BT_c≈3.52α,2Δ_b(0)/K_BT_c≈3.52/α(α≠1),这个比值一个 论文摘要 略大于传统BCS超导体的比值3.52,另一个略小于它,这与隧道效应 等实验的结果基本一致。在第五章,通过引入化学势广,我们计算了 MgBz超导体的掺杂性质,得到了超导转变温度与化学势p的关系。结果 表明,掺杂可以影响超导转变温度,而且存在一个最佳掺杂点,此时 超导转变温度最高,欠掺杂或过掺杂都会使超导转变温度降低。 总之,我们在双带模型的基础上唯象地引入了非电子一声子相互 作用,采用自洽近似方法分别讨论了uga;超导体的同位素效应、能隙 与温度间的关系和掺杂效应,所得结果基本与实验符合。
【学位授予单位】:曲阜师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O511

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