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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:閔庭輝
研究生(外文):Meen , Teen-Hang
論文名稱:稀土族系RBa(2)Cu(4)O(8)超導體特性及其與金屬接觸界面之研究
論文名稱(外文):The Study on the properties and metal Contact of RBa(2)Cu(4) O(8) Buck Superconductor
指導教授:陳英忠 ; 楊弘敦
指導教授(外文):Chen , Ying-Chung ; Yang , Hung-Duen
學位類別:博士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1994
畢業學年度:82
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:釔鋇銅氧(1-2-4)超導體硝酸鹽熱分解法超導臨界溫度接觸電阻率
外文關鍵詞:YBaCuO(1-2-4)-superconductornitrite pyrolysis methodcontact resistivity
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YBa(2)Cu(4)O(8)(1-2-4)是一種極重要的陶磁超導體,它具有大約80K的超
導臨界溫度及極佳的熱穩定性。藉由Ca的doping,可將其臨界溫度提昇至
90K。因此,從元件應用的觀點而言,是非常有潛力的超導材料之一。然而,
於其在常壓下不易成相,一般均以高壓絕熱法(Hot Isostatic Pressing)
來製備樣品,使得成本偏高,且不易量產,大大降低此種材料的實用性。最
近,根據一些相關的研究報告,我們成功的利用硝酸鹽熱分解法在一大氣壓
氧環境下製備出高純度的1-2-4超導體,減低了製作難度及成本。因此,為
了使其達到實用化的目的,利用現有的設備及經驗,對1-2-4超導體,作了一
系列的研究,其重要結果如下: 1.YBa(2)Cu(4)O(8)具有極佳的熱穩定性,
其相分解溫度約為800 C 。 2.添加Ag(2)O將有助於YBa(2)Cu(4)O(8)相的
形成,並可增加樣品的導電性 3.稀土族系RBa(2)Cu(4)O(8)的成相與其三
價離子半徑有密切關係。離子半徑愈大者,其晶格結構愈差,超導臨界溫度
愈低。 4.不論是電洞填補說,超導對破壞說,或是混成說,均不能單獨解釋
Pr在 Y(1-x)Pr(x)Ba(2)Cu(4)O(8)的行為。三者在Y(1-x)Pr(x)Ba(2)
Cu(4)O(8)中的效應,均遠比在Y(1-x)Pr(x)Ba(2)Cu(3)O(7-y)的為小。
5.Ca的doping使得YBa(2)Cu(4)O(8)導電載子增多,而提高超導臨界溫度。
然而,過多的doping將會破壞YBa(2)Cu(4)O(8)的晶格結構。當組成為
Y(0.9)Ca(0.1)Ba(2)Cu(4)O(8)時,其零電阻溫度可達87.3K。 6.利用較小
的Ca取代Ba後,會造成YBa(2)Cu(4)O(8)晶格收縮,使得其晶格內產生內部
的壓力,進而導至其室溫電阻率下降,超導臨界溫度上昇。 7.1-2-4系統的
Cu-O鏈在其超導傳輸機制上,扮演了比1-2-3系統的Cu-O鏈還重要的角色
。 8.Y(0.9)Ca(0.1)Ba(2)Cu(4)O(8)/Ag接觸系統在600 C,1小時通氧退火
條件處理下具有最低電阻率;其室溫電阻率為4.55*10(-5) ohm .cm(2),
而超導時之接觸電阻率,大約在10(-8) ohm .cm(2)。 9.Y(0.9)Ca(0.1)
Ba(2)Cu(4)O(8)/In接觸系統在400 C,2小時通氧退火條件處理下具有最低
電阻率;其室溫電阻率為3.12*10(-2) ohm .cm(2), 而超導時之接觸電阻
率,大約在9.92*10(-2) ohm .cm(2)。 10.金屬Ag在退火時不易與氧反應,
故其接觸面緊密連接,界面呈金屬性,因此接觸電阻較小。而超導體與In之
接面為半導性,這主要是因為In易氧化,而在超導體與In接面處形成In的氧
化物所造成。
The superconducting phase YBa(2)Cu(4)O(8) (1-2-4) is a very
stirking buck superconductor. This compound exhibits a super-
conducting transition at about 80K , and has excellent thermal
stability of oxygen content. In particular, the relative low Tc
has been raised to 90K in 1-2-4 by partially substituting Ca
for the Y atoms. However, the conventional solid-state reaction
does not seem to be suitable for the synthesis of the 1-2-4
phase is recongnized as a low-temperature stable phase at an
ordinary pressure. It only can be formed by the Hot Isostatic
Pressing (HIP) method. Recently, some groups reported that the
1-2-4 phase could be sucessfully synthesized under ambient
oxygen pressure. Therefore, it attacts much investigation for
its potential in technological applications. In this project we
synthesize the 1-2-4 phase under one atmosphere of oxygen
pressure by the nitrite pyrolysis method and present a series
research for the 1-2-4 system. The important results are as
follows: 1.YBa(2)Cu(4)O(8) has excellent thermal stability of
oxygen content, and the temperature of phase decomposition is
at about 800 C . 2.Addition Ag(2)O in YBa(2)Cu(4)O(8) can
improve the formation of the 1-2-4 phase , and increase the
conductivity of samples. 3.The formation of RBa(2)Cu(4)O(8)
phase depends on the trivalent ionic raius of rare earths.The
larger ionic radius , the poor structure of lattice nd the
lower Tc . 4.Neither the pair-breaking nor the hole-filling
mechanism alone can completely explain for the experimental
data of Y(1-x)Pr(x)Ba (2)Cu(4)O(8). In R(0.8)Pr(0.2)Ba(2)Cu(4)
O(8) system, the depres- sion of Tc weakly depends on the ionic
radius of rare-earth ele- ments. The effects of pair-breaking,
hole-filling, and hybridiz- ation in Y(1-x)Pr(x)Ba(2)Cu(4)O(8)
are less than those in Y(1-x) Pr(x)Ba(2)Cu(3)O(7-y).
封面
第一章 簡介
第二章 理論
1.超導的基本特性及現象
2.超導的電動力學
3.超導的微觀理論(BCS及RVB理論)
4.Type II 超導體
5.A-G磁雜質破壞論
6.超導單電子穿隧效應
7.約瑟夫效應
第三章 實驗
1.樣品的製備
2.特性的測試
3.金屬蒸鍍
4.熱處理
5.導線及焊接劑
6.接觸電阻測試
第四章 結果與討論
1.YBa2Cu4O8的熱力學性質
2.Ag2O的添加對YBa2Cu4O8相形成及超導性之影響
3.RBa2Cu4O8之晶格結構與超導性
4.Pr的取代對Y1-xPrxBa2Cu4O8系統超導性的影響
5.R1-xPrxBa2Cu4O8的離子半徑效應
6.Ca的摻雜對YBa2Cu4O8超導性的影響
7.YBa2Cu4O8的內部壓力效應
8.YBa2Cu4O8超導傳輸機制之研究
9.Y0.9Ca0.1Ba2Cu4O8與金屬之接觸電阻
第五章 結論
參考資料
圖表
附錄:著作目錄
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