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本论文通过多种实验手段对金属间化合物超导体MgB2和Li2Pd3B进行了研究。MgB2以其较高的超导转变温度引起了人们的广泛关注。为了进一步理解MgB2的超导机制,提高临界转变温度、临界电流密度等超导参量,我们给MgB2掺杂了具有弱磁性的CaB6。论文中用高温高压的固相反应法合成多晶样品,XRD分析表明掺杂的结果是MgB2、CaB6和MgO三相共存,也就是说没有CaB6中的Ca离子替代MgB2中的Mg离子。直流磁化率测量结果表明样品的超导转变温度随着CaB6的增加而降低,这与用其它元素掺杂的结果一致。通过用Bean模型Jc(A/cm2)=30△M(emu/cm3)/d(cm)估算临界电流密度的大小发现随着CaB6掺杂量的增加临界电流密度是先增大后减小,说明少量的CaB6磁性粒子能作为钉扎中心而提高临界电流密度值。
Li2Pd3B是一种具有钙钛矿结构的金属间化合物超导体,虽然它的转变温度只有8K,但由于它可以看作是连接传统超导体和高温超导体的纽带和桥梁,所以引起了广泛的关注和研究。为了研究Li含量的变化对Li2Pd3B超导电性的影响,我们用高温高压的方法合成了一系列不同Li含量的样品LixPd3B(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4)。
使用超导量子干涉仪(SQUID)和标准的四引线法分别对样品的磁性和电性进行了测量,我们发现高压下得到的样品和常压下的样品具有相同的转变温度Tc(8K)和上临界场Hc2(0)(4.26T)。但是在5K时,在其自身磁场下它的临界电流密度达到2.9×103A/cm2,比常压样品要偏高,这是因为高压下制备的样品致密度比较好,提高了颗粒之间的连通性,这表明高压是研究金属间化合物超导体的有效方法。另一方面,随着Li2Pd3B中Li含量的增大或减小,样品的临界转变温度Tc都在下降,这说明x=2是最理想的配比,是最佳掺杂状态。临界电流密度值在较低的磁场中随着Li含量的改变而减小。当磁场增大到1.5T以上时,临界电流密度值又随着Li含量的改变而增大,说明在相对较大的磁场中有一部分杂质可以作为钉扎中心而提高临界电流密度。由此可见虽然对Li2Pd3B的超导电性起主要作用的是Pd而不是Li,但是Li在这个化合物中起着转移电子和平衡价态的作用。