臺灣博碩士論文加值系統

論文提要
近年來大家致力於提升銅氧化物超導體的Tc而且都有不錯的成果，但是無銅氧化物的超導就一直在33K的CsxRbyC60，和30K的Ba1-xKxBiO3。最近新發現一39K的超導體MgB2(ref. 1)，這樣品早於1955就有人研究其結構，是一個可由化學公司提供的樣品。而它的超導相變溫度於39K，這大大突破了BCS理論中的超導極限30K，
這就讓我們很感興趣它的超導特性是像高溫超導還是傳統超導體，這樣一個樣品是值得我們花時間討論的。並且我們以Al來取代部分的Mg，及增加電子於MgB2上，來看看對其超導有如何的影響？並觀察Mg1-xAlxB2在結構上的改變。

Abstract
In the light of the tremendous progress that has been made in raising the transition temperature of the copper oxide superconductors. At present, the highest reported values of Tc for non-copper-oxide bulk superconductivity are 33 K in CsxRbyC60, and 30 K in Ba1-xKxBiO3. The recent discovery of superconductivity at 39 K in the sample binary ceramic compound magnesium diboride, MgB2(ref. 1), was therefore surprising. Indeed, this material has been known and structurally characterized since the mid 1950s, and is readily available from chemical suppliers. Here we try to addition of electrons to MgB2, through partial substitution of Al for Mg and a structural transition in Mg1-xAlxB2

目錄
page
圖目錄….………….……………………………………………...….…iii
表目錄………………………………………………………….…….…iv
第一章
一、超導體簡介.………………………………………..….…….1
二、MgB2簡介………………………………………….………..1
第二章 超導體基本理論
一、超導體的基本特性及現象………………………….…..…….7
二、超導體的電動力學………………………………….…….…..8
三、超導體的微觀理論………………………………….…….…..8
四、基本比熱理論…………………………………………………10
第三章 實驗方法
一、樣品製作……………………………………………………..16
二、結構檢測……………………………………………..………16
三、電性測量…………………………………………………..…17
四、低溫比熱……………………………………………………..19
( 1 )比熱儀系統………………………………………………..19
( 2 )操作方法………………………………………………..…20
第四章 實驗結果與討論
一、MgB2
( 1 ) MgB2結構與物理特性…………………………………...34
( 2 ) MgB2低溫比熱分析…………………………………...…35
二、(Mg1-xAlx)B2
( 1 )結構分析………………………………………………..…47
( 2 )電性量測…………………………………………………..48
( 3 )磁性量測…………………………………………………..49
( 4 )XANES及遠紅外線……………………………………....49
( 5 )低溫比熱之量測……………………..……………………51
第五章 結論 ……………………………………………...…………66
參考文獻……………………………………………………………….68
圖目錄
圖1.1 MgB2六角最密堆積結構圖………………..……………..4
圖1.2 MgB2電阻率圖………………….………………………...5
圖1.3 MgB2的x-ray檢測的結構………………………….….…6
圖3.2-1 布拉格繞射示意圖……………………………………….24
圖3.2-2 X-Ray繞射儀示意圖……………………………………..25
圖3.3-1 交流四點探針法示意圖………………..…………….…...26
圖3.3-2 交流電阻量測流程圖……………………………………..27
圖3.4-1 比熱儀系統裝置圖……………………………..…………28
圖3.4-2 比熱儀系統中Insert結構圖…………………..……….…29
圖3.4-3 比熱儀系統calorimeter cell圖……………………………30
圖3.4-4 比熱儀系統固定chip示意圖………………..……………31
圖3.4-5 比熱儀系統樣品位置圖…………………..………………32
圖3.4-6 比熱量測流程圖………………………………..…………33
圖4.1-1 MgB2在零磁場中C vs. T的關係圖……………………..39
圖4.1-2 MgB2在磁場為0T和8T C vs. T關係圖………………..40
圖4.1-3 MgB2在不同磁場下△C/T對溫度作圖…………………41
圖4.1-4 MgB2其△C(=C(H=0)-C(H=8T))/Tc對溫度作圖………..42
圖4.1-5 MgB2其C(T, H)/T對T2作圖……………………………43
圖4.1-6 MgB2其Ces(T)取指數尺度對 Tc /T作圖………………..44
圖4.1-7 MgB2其γ(H)和H(T)的關係圖…………………………..46
圖4.2-1 Mg1-xAlxB2的X-ray繞射相圖……………………………52
圖4.2-2 Mg1-xAlxB2在2θ為51~61之間的X-ray繞射相圖…….53
圖4.2-3 Mg1-xAlxB2的 a、c軸長……………………………….…54
圖4.2-4 不同長度的c軸示意圖…………………………………..55
圖4.2-5 Mg1-xAlxB2相變溫度和a、c軸長的關係圖………….…56
圖4.2-6 Mg1-xAlxB2電阻率對溫度作圖…………………………...57
圖4.2-7 Mg1-xAlxB2磁化率對溫度作圖…………………………...58
圖4.2-8 Mg1-xAlxB2電阻和磁化率的比較圖……………………...59
圖4.2-9 B L-edge XANES spectra of Mg1-xAlxB2…………………60
圖4.2-10 D. L. Edere等人所發表的paper上的圖………………...61
圖4.2-11 B L-edge XANES spectra of Mg1-xAlxB2……………….…62
圖4.2-12 Mg1-xAlxB2中x和載子濃度的關係圖…………………...63
圖4.2-13 Mg1-xAlxB2當x = 0.1、0.2的樣品比熱對溫度作圖…….64
圖4.2-14 Mg1-xAlxB2當x = 0.1、0.2樣品和MgB2的比熱比較圖..65
表目錄
表4.1 MgB2在不同磁場下的γ………………………………...…45

參考文獻
1.J. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B 64 198 (1986).
2.M. K. Wu, J. R. Ashburn, C. J. Torng, P. H. Hor, R. L. Meng, L. Gao, Z. J. Huang, Y. Q. Wang, and C. W. Chu, Phys. Rev. Lett. 58 908 (1987).
3.C. W. Chu, L. Gao, F. Chen, Z. J. Huang, R. L. Meng and Y. Y. Xue, Nature 365, 323 (1993).
4.J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Zenitani, Y. Muranaka, and J. Akimitsu, Nature (London) 410, 63 (2001).
5.S. L. Bud’ko, G. Lapertot, C. Petrovic, C. E. Cunningham, N. Anderson, and P. C. Canfield, Phys. Rev. Lett. 86, 1877 (2001).
6.N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, in Solid State Physics, W. B. Saunder Company, Philadelphia (1976).
7.J. Bardeen, L. N. Cooper, and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. 108, 1175 (1957).
8.W. S. Corak, B. B. Goodman, C. B. Satterthwaite, and A. Wexler, Phys. Rev. 102, 656 (1956).
9.N. E. Phullips, CRC Crit. Rev. Solid State Sci. 467 (1971).
10.D. Scalapino, Phys. Rep. 250, 329 (1995).
11.M. Prohammer, A. Perez-Gonzalez, and J. P. Carbotte, Phys. Rev. B 47, 15152 (1993).
12.G. E. Volovik, JETP Lett. 58, 469 (1993).
13.C. Caroli, P. G. deGennes, and J. Matrucon, Phys. Lett. 9, 307 (1964).
14.Y. Wang, T. Plackowski, and A. Junod, Physica (Amsterdam) 355C, 179 (2001).
15.F. Bouquet, R. A. Fisher, N. E. Philips, D. G. Hinks, and J. D. Jorgensen, Phys. Rev. Lett. 87, 047001 (2001).
16.G. Gladstone, M. A. Jensen, and J. R. Schrieffer, in super- conductivity, edited by R. D. Parks (Marcel Dekker, New York, 1969), Vol. 2.
17.H. padamasee et al., J. Low Tem. Phys. 12, 387 (1973).
18.B. T. GeiliKman, R. O. Zaitsev, and V. Z. Kresin, Sov. Phys. Solid State 9, 642 (1967).
19.S. Tsuda, T. Tokoya, T. Kiss, T. Takno, K. Togano, H. Kitou, H. Ihara, and S. Shin, Phys. Rev. Lett. 87, 177006 (2001).
20.S. Haas, and K. Maki, Phys. Rev. B 65, 020502 (2002).
21.A. Y. Liu, I. I. Mazin, and J. Kortus, Phys. Rev. Lett. 87, 087005 (2001).
22.J. E. Sonier, M. F. Hundley, and J. W. Beill, Phys. Rev. Lett. 82, 4914 (1999).
23.J. S. Slusky, N. Rogado, K. A. Regan, M. A. Hayward, P. Khalifah,T. He, K. Inumaru, S. Loureiro, M. K. Haas, H. W. Zandbergen, and R. J. Cava, Nature 410, 343 (2001).
24.J. Q. Li, L. Li, F. M. Liu, C. Dong, J. Y. Xiang, and Z. X. Zhao, Phys. Rev. B 65, 132505 (2002).
25.T. A. Callcott, L. Lin, G. T. Woods, G. P. Zhang, J. R. Thompson, M. Paranthaman, D. L. Edere, Phys. Rev. B 64, 132504 (2001).
26.S. Suzuki, S. Higai, and K. Nakao, cond-mat/0102484.