新型Nb基超导体的探索和反钙钛矿Mn3GaC的临界行为研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangxiaojuan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在本论文中,我们通过固相反应实验方法制备了一系列Nb基材料,并研究了它们的超导特性。我们用VESTA软件绘制其晶体结构图,通过X射线衍射(简称XRD)方法分析观察材料的衍射峰随衍射角度的变化关系。接下来对它们的XRD数据用FULLPROF软件进行了晶修拟合,从这些晶修的结果中得到晶格参数a、b、c、晶格体积、相含量比例等信息。通过物性测量设备(PPMS)对其电输运进行特定温度范围(2-300K)的测量,判断是否存在超导现象,接着我们继续通过磁性测量设备(MPMS)对其磁性进行相同温度范围的测量,通过电输运测量和磁性测量对其超导特征进行分析。此外,我们还研究了Ga1-xCMn3+x系列材料的性质。本论文从几个不同材料的制备与研究出发,得到如下的研究结果:1. 我们通过固相反应实验方法制备了一系列Nb5Ge3母体及掺杂材料的样品。从XRD数据的晶修结果中得到晶格参数a&b和c、晶胞体积、两种不同相含量比例等信息,经过分析得到了该系列Nb5Ge3母体及掺杂材料随掺C或B原子含量或淬火温度的变化关系。从电输运的测试中我们可以看到不同的Nb5Ge3母体及掺杂材料在高温段显示为金属特征,而在低温段并没有出现超导现象中电阻率的突然下掉现象,只有一个掺杂样品完全下掉到零电阻状态(即Nb5Ge3C1),分析判断该样品的超导电性可能是由于内部存在的少量杂质引起的。且对不同的Nb5Ge3母体及掺杂样品的电输运做了归一化处理,从图中我们比较不同含量掺杂样品的电阻率的变化规律。从磁化率测量结果中,我们发现在10Oe场下,大多数样品表现为顺磁性行为,而Nb5Ge3C0.5和Nb5Ge3C1的掺杂样品表现为具有超导特性的抗磁性行为,因此我们对这两个成分的样品做了超导体积分数的计算,发现对这两个成分的样品计算的超导体积分数都不足1%,由此判断其为少量内部杂质引起的超导现象。2. 我们通过固相反应实验方法制备了一系列Nb B2+x样品。通过XRD分析得到该材料的衍射峰位置随掺杂的变化关系,从XRD数据的晶修拟合数据中得到可靠的晶格参数a&b和c、晶胞体积等信息。从电输运的测试结果中可以看到不同的Nb B2+x在高温段显示为金属特征,而在低温段都出现了不同的电阻率下掉,但是都没有完全下掉到零电阻状态(除Nb B2.1外),这可能是该系列样品内部存在少量的杂质引起的不完全超导导致的。从磁化率测量结果可以看到大多数样品在低温范围内表现为超导特性的抗磁性行为,只有Nb B1.98表现为顺磁性行为。我们对该Nb B1.98成分样品进行高压条件下输运的研究,从Nb B1.98材料的高压测试结果中我们也可以明显的看到随着压力的增大,该材料的电阻率逐渐减小,且从电阻率的归一化处理结果中看到在低温范围内ρ/ρ5K的相对电阻率随着压力增大,对应的转变温度先升高后降低。3. 我们通过固相反应实验方法得到了Ga1-xCMn3+x系列材料,对上面提到的Ga CMn3材料的XRD数据用FULLPROF软件进行了晶修拟合,从这些晶修的结果中可以得到该多晶样品的可靠的晶格参数a&b&c、晶胞体积等信息。我们也通过JADE6与晶修软件分析,发现我们得到了高纯度的Ga CMn3的多晶样品。对上面提到的Ga CMn3材料在不加磁场下进行特定范围内(1.8-400K)电输运的测试,从测量结果中我们可以看到该样品在测量范围内,随着温度减小电阻率逐渐减小但在250K有一个斜率的增大,在155K附近有一个突然跳跃行为并且随温度的进一步减小电阻率再一次减小。对应AFM-FM的转变,电阻率随温度的变化一致除了存在小的磁滞现象。我们对Ga CMn3样品在零场冷却(ZFC)条件下不同磁场强度(0.01T、0.1T和1T)中的磁化强度M和磁化率χ-1进行分析,发现磁转变温度Tc随着所加磁场H的增加向高温区域偏移且升高了大约10K。磁化率χ-1曲线我们可以由Curie-Weiss定律很好的进行拟合,这与之前的报道基本一致。接着我们对Ga1-xCMn3+x(x=0、0.06、0.07、0.08)系列样品在1T外磁场下零场冷却(ZFC)过程中的磁化强度M的测量结果进行分析,我们可以看到M(T)的斜率随着x的增加而减小且为负值。并且在1T外磁场下零场冷却过程中我们得到d M/d T的绝对值在Ga CMn3处最大,达到1.2 emu/g·K。且随着x的增大,峰高减小,峰宽增大,并且磁转变温度Tc向高温区偏移。最后我们通过朗道相变理论、分子平均场模型和比热测量对该系列Ga1-xCMn3+x材料FM-PM的磁相变附近的磁制热效应(MCE)的起源进行解释,发现朗道相变理论仅考虑磁弹性耦合和电子相互作用而不考虑电-声子耦合作用,因此不可以解释磁熵变(-ΔSM)行为,而分子平均场模型和比热测量却能很好解释存在的磁熵变(-ΔSM)行为。并为了理解该系列Ga1-xCMn3+x材料的FM-PM相变性质,我们通过Modified Arrott plot、Kouvel-Fisher plot和Critical Isotherm analysis方法研究了其相变附近的临界行为,引进平均场模型和三维海森堡模型研究了其临界指数,发现我们得到的临界指数值更接近平均场模型。
其他文献
聚乳酸(PLA)及其共聚物具有良好的生物相容性和生物可降解性,是目前在组织工程中应用最广泛的一类脂肪族聚酯材料,如何赋予这类材料以形状记忆特性,对于设计制备具有微创植入
汽蚀是一种微观、瞬时、复杂的现象,也是造成汽轮机低压缸末级叶片损伤的主要原因之一,因此研究汽蚀现象的发生机理和探索抗汽蚀材料,在汽轮机行业中具有十分重要的意义。本
蓖麻油基水性聚氨酯(CWPU)是一种环境友好型的高分子材料,具有原料来源广、可再生、易生物降解、良好的生物相容性和低的挥发性组分(VOCs)排放等优点。近年来,随着环境政策日
牡丹籽油富含不饱和脂肪酸,其主要成分为α-亚麻酸、亚油酸以及油酸等,对人体健康有着极其重要的作用。铅是环境中存在的有毒重金属,不可降解,通过大气、水以及食物等方式在
随着纺织工业的快速发展和染料在染整过程中的大量使用,由纺织染料排放产生的水污染问题已严重影响地球水资源及人类健康,科学处理有色染料污染物迫在眉睫。光催化法是一种高
近年来,抗体药物偶联物(ADC)由于其选择性高、特异性强以及精准的药物靶向性在癌症治疗领域受到了广泛的关注。目前已有4种产品进入市场,其中KadcylaTM(曲妥珠单抗-美登素偶
套管在油气开采过程中具有十分重要的作用,页岩气开发过程中普遍使用的压裂技术极易引发套管的变形现象,严重影响到后续的施工作业,因而对于套管变形的检测显得十分重要。针
余股强制挤出制度是指要约收购人在要约收购期限届满后持有一定比例股份时得以将剩余少数股东强制挤出目标公司的规则。其作为关于控股股东强制挤出少数股东的一项制度安排源自于域外少数股东挤出的立法经验。在域外成熟资本市场中,余股强制挤出往往是上市公司私有化的一种方式,是效率的抉择。然而其因强制性剥夺少数股东的身份而引发控股股东与少数股东之间严重利益冲突,余股强制挤出制度立法必须在市场效率、控股股东与少数股东
高级氧化技术因经济高效、绿色环保、催化效率高等特性广泛用于催化降解持久性有机污染物,但传统开发的催化剂存在效率低、易失活、二次污染等缺陷。为解决该技术难题,本文采
目的:本课题通过动物实验,研究高G极端环境对骨骼的影响。给大鼠施加高G力学载荷,从形态结构和力学性能两个方面观察高G极端环境对骨组织的损伤情况,探讨了高G力学环境对骨骼的影响。为对抗高G极端力学环境、防治骨骼相关损伤奠定理论基础。方法:选取120只雄性Wistar大鼠,随机平均分3组,为2周组、4周组和6周组,每组40只;每组又随机平均分为5组,分别为对照组、2G组、4G组、6G组和8G组,每组8