Bi系超导晶须的生长及物性研究

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晶须是丝状单晶,由于其的乎完美的结构引起人们的研究兴趣.该论文第统地研究Bi2212相晶须的生长、内部结构和输运性质.各章的主要内容和结论如下:(1)、第一章指出晶须样品的独特之处,并说明用晶须样品做实验的优越性.总结自Bi系超导晶须出现以来所做过的工作及主要研究方向.(2)、第二章采用氧气氛里加热玻璃态预烧样品的方法生长晶须,受到温度、温度梯度、气氛、初始配比和Al元素的掺入等因素的影响.晶须的生长方向是a轴方向,在ab面上观察到一些沿a方向的线位错,其它类型的缺陷很少.用生长理论讨论了晶须的各个生长阶段,指出加厚与过生长阶段是形成线位错的时期.轴向螺旋位错生长、汽-液-固生长、结构的各向异性性导致生长等机制都是晶须生长的可能机制.添加抑制剂和限制扩散方向等方法也是晶须生长的行之有效的方法.晶须的长度不超过15毫米,宽约10—100微米,厚约0.1—10微米.单相晶须样品的ab面X射线衍射结果表明只有2212相存在.2212相及2223相混合样品的ac面X射线衍射结果证实了2223相以三明治形式夹杂在2212相之间.单根晶须的微区成分分析显示晶须内Sr含量严重欠缺,Cu含量分布不均匀.(3)、第三章在磁能玻璃态转变模型和热激活磁通蠕动模型的理论框架下讨论了晶须的磁通动力学行为.出现准二维磁通玻璃态到液态转变行为,当外场垂直于ab面B=4T时转变温度比单晶的大约高出7K,而B=1T时转变温度与单晶的很相近;监界指数z值在理论的预测范围内,而v值远小于理论值,这些结论都可以结合晶须内部结构作合理的解释.当温度高于玻璃态转变温度时,可以用热激活磁能蠕动理论来描述,得到与单晶相近的热激活能,并满足U∝(1-T/T<,C>)<3/2>/B关系.(4)、第四章主要讨论超导涨落现象.超导涨落是超导体在T<,c>附近发生的热力学涨落现象.对于零场下超导涨落,Bi系晶须可以不考虑MT项而直接用AL项来分析.单相晶须样品出现准一维超导涨落现象,2212相与2223相混合晶须样品则出现分数维超导涨落.磁场下晶须的超导涨落可以用二维的AL轨道贡献来解释,得到与单晶样品很类似的结果.(5)、在第五章里,研究一个特殊的两相样品,样品中2223相碎片随机地分布在2212相之间,给研究小组研究弱连接提供了一个自然系统.在这个样品的零场下R-T曲线测量中发现正常态的再进入现象,而且还出现随着温度的降低电阻值上升的反常行为.联系逾渗模型,通过相干长度随温度的变化作了较为合理的解释.并通过复杂体系特有的时间效应解释了测量值随时间的变化,说明超导体内部的逾渗结构及其时间效应是本征性质.
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