基于碳基和镍基新型超导体探索和的研究

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1、上海人学硕士学化论文摘要超导体的发展史就是一条不断探索新型超导体以及研究其超导机理的过程。本文主要基于近来处_丁．超导领域研究热点的碳基超导体和新犁的镍基超导体为研究对象，探索口J‘能的新型超导体系，并对其机理进行研究。研究对象包括高温气相沉积的高定向热解石墨(HOPG)和改进的晒步法制备的镍基铋化物LnONiBi(Ln=Gd、Er)超导体。通过对HOPG样品退火前后输运特性的测量与研究，发现退火可以使HOPG的R．丁曲线明显变得光滑，且退火后样晶的电阻率以及其磁电阻效应均发生了明显的变化。通过实验

2、研究，对此现象的机理进行了分析。同时研究了低温磁场诱导下的两次绝缘体．金属(1．M)转变，发现退火对该转变过程没有产生影响，证明该I．M转变是完全由磁场诱导产生的。我们改进了合成镍基超导体的两步法，成功制备出LnONiBi(Ln=Gd，E0样品，并且研究了稀上离子半径和磁性离子对该体系超导电性的影响，首次发现了镍基超导体系中存在的结构相变并与铁基超导体作了对比，发现镍罐超导体与铁基超导体中超导机制可能存在很大差异。1)在探索碳基超导体的研究中，我们主要对GICs的基体高定向热解石墨(HOPG)的性质

3、进行了细致的研究，通过退火改变其载流予浓度发现，退火后HOPG的R-T曲线明显变得光滑，且退火后电阻率增大了近50％，相应温度下的磁电阻效应均减小约40％。分析认为，这足由于HOPG内部存在层错与所含杂质缺陷引起的。磁场下电阻率随温度的变化表明，外加磁场对低温下的金属导电行为存在抑制作用，随着外加磁场的增加，低温下的金属导电行为受到抑制，在H"-700Oe(5．57x104A／m)时，低温下的绝缘体一金属转变(I．M)被完全抑制，呈半导体性质。随着磁场的继续增加，在磁场高于H=11．6kOe(9．2

4、4x105A／m)时再次出现绝缘体一金属转变，即再入型金属导电行为，且退火对这一转变过程没有影响，表明这种绝缘体一金属转变是由外加磁场诱导产生的。与有关磁性的研究结果相对比，我们未在HOPG的输运特性上发现任何类超导现象，表明类超导的磁性特征可能与超导无关，另有起源。V上海人学硕士学位论文2)在新型的氧磷族化合物超导体的探索方面，通过改进制备方法，在先驱物的制备中利用电弧熔融法替代广泛应用于砷化物超导体制备过程中的固相反映法，首次成功制备出该体系llll相的镍基铋化物超导体GdONiBi以及空穴掺杂

5、的Gdo．9Sro．IONiBi，其超导转变温度分别为4．5K和4．7K。通过对其超导电性和正常态磁电阻效应的研究，发现了镍基铋化物超导体中可能存在多能带结构。并且我们首次在低温下发现了镍基超导体系存在的结构相变。通过研究镍基超导体中磁性离子和半径效应对其超导电性的影响，发现与铁基超导体不同的结果。铁基超导体中存在的稀土离．了的磁性和半径效应随着Fe离子被Ni离子的取代而消失。通过研究我们认为，镍基超导体与铁基超导体可能具有不同的超导电机制。关键词：HOPG，退火，LnONiBi，离子半径，磁性元素

6、VI上海人学硕士学化论文AbstractThehistoryofthedevelopmentofsuperconductivityisawaysearchingfornovelsuperconductorsandstudyingtheirmechanismofsuperconductivity．Thisthesismainlyfocusesonthestudyofsearchingfornovelsuperconductorsbasedoncarbonandthenewlydiscoverednic

7、kel-basedoxypnictides．Samplesusedinourstudyincludinghighlyorientedpyroliticgraphite(HOPG)synthesizedbyhigh—temperaturevapordepositionmethodandLnONiBi(Ln=Gd，E0synthesizedbymodifiedtwo—stepmethod．ThroughthestudythetransportpropertiesofHOPGbeforeandaftera

8、nnealingprocess，wefoundthatitsresistivityandmagnetoresistancechangealotafterannealingprocedure．Throughexperimentalresearch，themechanismsofthisphenomenonareanalyzed．AtthesametimewestudiedtheI-Mtransformationinducedbymagneticfieldatlowtem