（凝聚态物理专业论文）二硼化镁超导体掺杂的理论研究.pdf

摘要 本论文首先简要介绍了低温物理学与超导物理学的发展概况，并对低温的获 得方法和二硼化镁的基本特征和超导电性进行了简单介绍。其次，又简要叙述了 密度泛函理论体系得发展、电负性和硬度的概念及发展。接下来论文主要计算了 二硼化镁及掺杂二硼化镁体系电负性和硬度、二硼化镁超导体比热与能隙的关 系。 计算结果表明：硬度均衡值处在4 2 0 4 3 0 、电负性在3 9 5 4 0 2 5 之间的 掺杂二硼化镁超导体具有很好的超导电性硬度均衡值在4 0 5 4 5 0 之间、电负 性值在3 9 5 4 。1 5 之间的掺杂二硼化镁超导体具有超导电性，并对掺杂元素的最 大掺杂比例给出预言。因此，根据我们所提出的用硬度均衡值和电负性值作为研 究掺杂二硼化镁超导电性的参考可以很好的指导掺杂二硼化镁超导电性的研究 工作，尤其给实验工作者对掺杂元素和掺杂比例的选取提供了一个理论上的依 据。 最后，在关于二硼化镁比热越变的计算方面进行了一点探索，并且计算结果 与实验结果相当吻合。 关键词：二硼化镁，超导，密度泛函，硬度，电负性，比热 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fl o wt e m p e r a t u r ep h y s i c sa n ds u p e r c o n d u c t i v i t y a n dt h em e t h o do fo b t a i n i n gl o wt e m p e r a t u r es i m p l yw e r ei n 仃o d u c c di n t h ed i s s e r t a t i o na tf i r s t t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n ds u p e r c o n d u c t o r so fm g b 2 w e r ea l s oi n t r o d u c e da tt h es a l n et i m e ，t h a n ，t h ed e v e l o p m e n t o f t h ed f t , t h ec o n c e p t i o na n dd e v e l o p m e n to fe l e c t r o - n e g a t i v i t ya n dh a r d n e s sw o r e i n t r o d u c e dm a i n l y e l e c t r o - n e g a t i v i t ya n dh a r d n e s so fd o p i n gm g b 2 s y s t e m s ，t h er e l a t i o no f s p e c i f i ch e a ta n de n e r g yg a p w o r ec a l c u l a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ed o p i n gm g 赐s y s t e m s , w h i c hw i t h e q u a l i z e d h a r d n e s sv a l u eb e t w e e n4 2 0 a n d4 3 0 a sw e l la s e l e c t r o - n e g a t i v i t y v a l u eb e t w e e n 3 9 5a n d4 0 2 5 ，h a dg o o d s u p e r c o n d u c t i v i t y a n d i tg a v ep r e d i c t i o no f t h eb i g g e s tc o m p o s i t i o nr a t i o f o rd o p e dd e m e n t s i tg a v eag o o dr e f e r e n c et oc o n d u c tt h es t u d yo nt h e s u p e r c o n d u c t i v i t yo fd o p i n gm g b 2s y s t e m sw i t ht h ev a l u eo fh a r d n e s s a n de l e c t r o - n e g a t i v i t y , e s p e c i a l l yg a v eag o o dr e f e r e n c eo nt h e o r yf o rt h e d o p e de l e m e n t sa n dd o p i n g r a t i oi ne x p e r i m e n t s a tl a s t ，s o l i l ec a l c u l a t i o no ns p e c i a lh e a tw a se x p l o r e d t h er e s u l t w a sc o n s i s t e n tw i t he x p e r i m e n t k e y w o r d s ：m g b 2 ；s u p e r c o n d u c t i v i t y ；d f t ；h a r d n e s s ；e l e c t r o n e g a t i v i t y ； s p e c i f i ch e a t 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得西北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 签名。盔叠堡丑瓤辽。么：孟j ， 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以 公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：雌导师签名：弓盈弛日期：掣 第一章绪论 第一章绪论 超导是低温物理学重要的研究领域，为了认识超导在物理学中的地位，在本 文的起始我们先对低温物理学的发展做一个简单介绍。 1 1 低温物理学的发展 低温物理学是研究在低温条件下物质的物理性质、粒子之间相互作用及运动 规律的学科。它主要包括实现低温的物理途径和研究低温物性两个方面内容。 1 1 1 实现低温的途径 低温液体、稀释致冷、绝热去磁是实验室获得低温的三个主要方法 沸点比室温低很多的低温液体是低温技术中的主要冷源。常用的低温液体是 液氮( 7 7 3 k ) 和液氦( q - i e ：4 2 k ，3 】：3 2 k ) ，一般实验室中很少使用液氢( 2 0 4 k ) 、 液氧( 9 0 2 k ) 和液氖( 2 7 i k ) 。如果再通过抽气机对实验用的杜瓦瓶进行减压， 可以进一步降低瓶中液体的温度，压强越低温度也越低，这种对低温液体减压蒸 发的方法获得的最低温度可达到l l 溘右。 稀释致冷是一种能得n m k ( 1 m k = 1 0 3 k ) 温度的致冷方法。3 h e - 混合液 在极低温下( 3 94 2 4 44 0 0 5 x = 0 1 4 63 64 2 2 4 4 0 8 6 m g , x a r a b 2 x = 0 3 8 2失去超导性4 1 7 04 2 7 1 魁 啊 粼 霉 硬度与电负性值 图1 硬度和电负性与超导转变温度的分布图 硬度值 圈2 有超导电性时的硬度与电负性分布圈 第三章张和电负性与掺杂二翻化镁体系超导电性，掺杂元素和参杂比僦取的关系 表三不同比例掺杂二硼化镁的临界电流密度与硬度均衡值和平均电负性值 临界电流密度 样品掺杂比例 qc p e ve v a c 2 m g b 2 x = o1 0 34 2 5 83 9 7 2 x = 0 12 x 1 0 64 2 0 73 9 9 9 m g n 翔。b 2 x - - 0 2 0 9 4 x 1 0 64 1 5 64 0 2 6 x - - 0 ，40 5 9 x 1 0 64 0 5 14 0 8 0 x = 0 11 0 2 x l o ，4 2 2 24 0 3 3 m g n c u r b 2 x - - 0 26 7 1 0 54 1 8 54 0 9 5 x = 0 0 0 15 x 1 0 54 2 5 73 9 7 2 x = 0 0 37 0 6 1 0 44 2 4 l3 9 7 5 m g l a l ；b 2 x = 0 0 71 1 0 54 2 1 83 9 7 9 x - - 0 1 1 1 0 54 2 0 0 3 9 8 2 x = 0 。1 31 1 0 54 1 8 3 3 ，9 8 5 m g l - x z f 圆2 x = 0 1 1x 1 0 6 4 2 0 03 9 9 7 m g lj ，a ，如 x = 0 o l1 7 x 1 0 54 2 5 l3 9 7 3 m 9 1 栅d 3 2 x - - 0 o l 4 8 x 1 0 s 4 2 5 8 3 9 7 3 m g l _ i i i k b 2 x , - = 0 0 1 3 5 1 0 44 1 9 73 9 7 8 m g n - x s n x b 2 x = 0 11 7 x 1 0 44 2 0 64 0 2 2 m 9 1 x 孔i $ 2 x = 0 0 2 l 。6 x 1 0 54 2 5 9 3 9 7 4 x = 0 0 58 x 1 0 442 7 740 0 8 x = 0 i6 6 7 x 1 0 44 2 9 74 0 4 3 m 回“q x = 0 26 7 2 l o 4 3 3 541 1 5 x = 035 2 3 l o 4 3 7 441 8 6 x = 0 43 6 9 x1 0 44 4 1 24 2 5 7 x = 0 0 27 5 1 0 54 2 5 439 7 4 m g b k s i x x = 0 0 59 1 0 5 4 2 4 9 3 9 7 8 x = 0 15 x 1 0 54 2 4 03 9 8 4 3 3 结果与讨论 表二、表三中的掺杂比例、转变温度和临界电流密度均取自文献1 s - 2 3 1 。通过 以上计算我们发现可以对二硼化镁进行掺杂的元素很多。在进行掺杂时，将进行 掺杂的元素的硬度值和电负性与要替换的元素的硬度值和电负性进行比较，只要 两者相差不是很大，那么我们再适当的选取掺杂比例就可以得到很好的掺杂效 果。 另外，图1 给出了具有超导电性的掺杂二硼化镁体系的硬度、电负性与超导 转变温度的分布图，图2 给出具有超导电性时的硬度与电负性分布图从图l 中可 第三章硬度和电负性与掺杂二翻化镁体系超导c a r t ，掺杂元素和掺杂比倒选取的关系 以看出：硬度均衡值处在4 2 0 4 3 0 、电负性在3 9 5 4 0 2 5 之间的掺杂二硼化 镁超导体具有很好的超导电性从图2 中可以看出硬度均衡值在4 0 5 4 5 0 之间、 电负性值在3 9 5 4 1 5 之间的掺杂二硼化镁超导体具有超导电性当然，也不排 除特殊情况，例如，c o 掺杂比例为0 5 、f 掺杂比例为0 1 6 时虽然硬度和电负性 不在我们所给的范围之内，却仍然具有超导电性。 从表三中还可以看出： ( 1 ) 对二硼化镁进行掺杂后一般都能提高其临界电流密度到一到二个数量 级，有的甚至提高了三个数量级，说明掺杂确实可以引入磁通钉扎中心，起到了 钉扎的作用，改善了晶粒间的连接性，改变了微观结构。在进行掺杂的时候，将 进行掺杂的元素的硬度值和电负性与要替换的元素的硬度值和电负性进行比较， 只要两者相差不是很大，发现相差1 6 7 2 左右最佳，然后再选取适当的比例就 可以达到很好地提高掺杂二硼化镁的临界电流密度的效果。 ( 2 ) 掺杂二硼化镁的硬度均衡值在4 0 5 1 4 4 1 2 ，平均电负性值处在 3 9 7 2 4 2 5 7 的时候有比较好的临界电流密度，其中硬度均衡值处在4 1 6 9 ，平 均电负性值处在4 0 1 6 的掺杂二硼化镁所具有的临界电流密度最佳。 综合表二和表三的结果我们可以得到，硬度值处在4 2 0 4 3 0 之间、电负性 值在3 9 7 2 4 0 2 5 之间时，掺杂二硼化镁超导体转变温度和临界电流密度都会取 得最佳效果。 3 4 理论预言 以上面的结论为基础，我们计算了部分对二硼化镁进行掺杂的元素的掺杂比 例的最大掺杂值。结果如下表所示： 表四部分元素掺杂的最大值 m 9 1 x a j k i n 0 3 3 4 掺杂元素( a )最大掺杂( x ) z r0 3 5 0 “0 3 3 8 l ao 2 9 4 n a0 3 2 3 c r 0 5 3 7 a 1 0 3 5 4 t a 1 o o o 第三章硬度和电负性与掺杂二硼化镁体系超导电性、掺杂元素和掺杂比倒选取的关系 c u0 2 9 0t i0 4 0 2 f e0 4 7 3e r0 1 0 9 s n0 ，3 5 5e u0 2 2 8 c o0 2 8 5 m g a 2 , a x s e o 3 7 7 掺杂元素( a )最大掺杂( x ) h0 1 4 8co 2 4 9 p b 0 3 7 5 f0 0 8 4 a uo 2 2 7b e0 1 0 2 c ao 2 3 2n0 1 5 0 z n 0 3 9 2o 0 1 6 9 h f1 0 0 010 2 0 9 由我们所给出的范围计算出来的各元素的最大掺杂值列在上表中，从文献中 所选取的实际掺杂值来看，都没有超出我们所给的范围，由此说明我们所得出的 结论是正确的，对今后二硼化镁的工业应用有一定的参考价值。 3 5 结论 掺入的杂质不论是使硬度和电负性增加还是减小都降低了材料的超导转变 温度、提高了材料的临界电流密度。只要在掺杂之前根据选取的掺杂元素和掺杂 比例预先计算一下此种掺杂二硼化镁超导体的硬度均衡值和电负性值并与我们 所给出的范围进行比较，就可以大大增加实验成功的几率。虽然本研究结论属经 验型总结，但是这些结果确实反映了掺杂二硼化镁超导体系的某些特征，它对二 硼化镁掺杂的进一步研究和发现是很有意义的。因此，根据我们所提出的用硬度 均衡值和电负性值作为研究掺杂二硼化镁超导电性的参考可以很好的指导掺杂 二硼化镁超导电性的研究工作，尤其给实验工作者对掺杂元素和掺杂比例的选取 提供了一个理论上的依据。 本章部分结论已发表在低温物理学报2 0 0 6 年2 8 卷第3 期。 第三章硬度和电负性与掺杂二霸化镁体系超导电性，掺杂元素和掺杂比侧选取的关系 1 3 c e c 7 3 8 9 1 0 1 1 1 2 】 1 3 】 1 4 】 1 6 1 6 1 7 】 参考文献 j u n n a g a m a t s u ，n o r i m a s a n a k a g a w a ，t a k a h i r o m u r a n a k a ，y u j iz e n i t a n i ， j u na k i m i t s u n a t u r e ，2 0 0 1 ，4 1 0 ，6 3 喻典，陈志达，王繁，李述周物理化学学报2 0 0 1 ，1 7 ( 1 ) ，1 5 罗光，王荣耀，物理学报1 9 8 7 ，3 6 ( 3 ) ，3 5 7 杜小旺，张良桥，重庆师范大学学报2 0 0 5 ，2 2 ( 2 ) ，4 7 郭建栋，徐晓林，王听，王永忠，韩汝珊，低温物理学报2 0 0 1 ，2 3 ( 4 ) ， 2 9 1 王银顺，郑志远，于威，人工晶体学报2 0 0 2 ，3 1 ( 5 ) ，4 9 4 y g z h a o ，x p z h a n g ，p t q i a o ，l l t z h a n g ，s l j i a ，b s c a o ， l t h z h u ，z h h a n ，x l w a n g ，b l g u ，p h y s i c ac 2 0 0 1 ，3 6 1 ，9 1 s e r g e y l e e ，t a k a h i k o m a s u i ，a y a k o y a m a m o t o ，h i r o s h i u c h i y a m a ，s e t s u k o t a j i m a ，p h y s i c ac 2 0 0 3 ，3 9 7 ，7 a t a m p i e r i ，g c e l o t t i ，s s p r i o ，d b a r u c c a ，r c a c i u f f o s o l i ds t a t e c o m m u n i c a t i o n s ，2 0 0 2 ，1 2 1 ，4 9 7 地k u h b e r g e r ，g g r i t z n e r ，p h y s i c ac 2 0 0 2 ，3 7 0 ，3 9 s a g r e s t i n i ，c m e t a l l o ，m f i l i p p i ，g c a m p i ，c s a n i p o l i ，s d en e g r i ， | lg i o v a n n i n i ，a s a c c o n e ，a l a t i n i ，a b i a n c o n i j o u r n a lo fp h y s i c s a n dc h e m i s $ r yo fs o l i d s ，2 0 0 4 ，6 5 ，1 4 7 9 m o r s y | la s e k k i n a ，k h a l e dm e l s a b a y s o l i ds t a t ec o m m u n i c a t i o n s ， 2 0 0 2 ，1 2 3 ，i m o r s ym a s e k k i n a ，k l a a l e dm e l s a b a w y p h y s i c ac ，2 0 0 3 ，3 9 1 ，2 1 7 a m c h i r g u i ，f b e n a z z o u z ，m a n n a b i ，m z o u a o u i ，m b e n s a l e m s o l i d s t a t ec o m m u n i c a t i o n s ，2 0 0 5 ，1 3 3 ，3 2 1 z h a oy ，c h e n gc h ，f e n gy p h y s i c ac ，2 0 0 3 ， 3 8 6 ，5 8 1 - 5 8 7 f e n gw j ，x i at d ，l i ut z p h y s i c ac ，2 0 0 5 ，4 2 5 ，1 4 4 1 4 8 z h e n gd n ，x i a n gj y ，l a n gp l p h y s i c ac ，2 0 0 4 ，4 0 8 4 1 0 ，1 3 6 1 3 7 啪啪嘲 第三章硬度和电负性与掺杂二硼化镁体系超导电性、掺杂元素和掺杂比供选取的关系 w a n gx l ，s o l t a n i a ns ，j a m e sm p h y s i c ac ，2 0 0 4 ，4 0 8 - 4 1 0 ，6 3 - 6 7 z h a oy ，f e n gy ，h u a n gd x p h y s i c ac ，2 0 0 2 ，3 7 8 3 8 1 ，1 2 2 1 2 6 g o t od ，m a c h it ，z h a oy p h y s i c ac ，2 0 0 3 ，3 9 2 3 9 6 ，2 7 2 - 2 7 5 k i m i s h i m ay ，u e h a r am ，k u r a m o t ot p h y s i c ac ，2 0 0 4 ，4 1 2 - 4 1 4 ，4 0 2 - 4 0 6 k y o j it a c h i k a w a p h y s i c ac ，2 0 0 2 ，3 8 2 ，1 0 8 p r i k h n ata p h y s i c ac ，2 0 0 2 ，3 7 2 3 7 6 ，1 5 4 3 1 5 4 5 m m 啪胁眩 第西章二霸化镬超导体比热与能骧的关系 第四章二硼化镁超导体比热与能隙的关系 自从超导转变温度= 3 9 k 的新型合金m 卯2 被发现以来i l 】，b c s 理论的转变 温度的理论上限再次受到挑战因为传统上这类超导体的c 上限值约为 3 0 k 【2 1 近年来，国际上许多研究组已经对m 幽2 做了细致地研究，他们的工作包 括比热、磁性质、输运性质、掺杂、同位素效应、隧穿效应、关联长度、穿透深 度等p 引，得出了许多重要结论目前，大家公i k m g b 2 的第一个能隙呈各向异性， 类似d 波超导，第一个能隙仅仅是由部分费米面上电子凝聚形成的在远低于c 的 1 2 k 附近，发现了第二个能隙r 玎，这进一步证实了第一个能隙是由部分费米面上 电子凝聚而成的观点中子衍射实验明说明m g b 2 的超导机制是电声耦合机制在 比热研究方面，不同学者的报道都有差异，但是，大多数学者都是在b c s 理论或 双带g l 理论等理论模型下研究了比热及在超导转变温度时比热的跃变随温度的 变化本文在密度泛函理论的框架内，把熵、比热的变化与体系的电离能和电子 的亲和能联系在一起，从另一个角度计算了在转变温度处的比热跃变a c ( t ) ， 并将a c ( t ) t 。的理论计算结果与实验值进行比较，两者符合的很好 4 1 理论模型 在文献f 9 】中计算掺杂二硼化镁体系得硬度和电负性时，我们已经根据密度 泛函原理指出，孤立的原子和分子体系的电负性( z ) 定义为电子化学势的负 值 一一( 署) 其中，g 为体系得吉布斯自由能，撑为体系得摩尔数我们把( 等) 写成差分的 形式，则电负性z 为 第四章二翻化镁超导体比热与能隙的关系 一= 塑坐型笋堂螋* t i + a 其中，= 一 g 0 ) - o ( , - 0 表示体系的电离能，4 = _ g 0 + 1 ) 一g ( n ) 表示 体系的电子亲和能 又由热力学统计物理的基础知识有： 沣铷0 ( 9 ，c - 丁( 瓢 ( 3 ) 则转变温度贮时熵和比热的变化量s 、a c 可表示为 丛= 一( 面o a g 砩 a c = r 睛o 雌) 蹦叫面0 2 a g 肋 综合( 1 ) ( 4 ) 式我们得到在转交温度时比热的变化量a c ( r ) 的表达式为： ( 4 ) 心= r 筹) = 三竺铲 在参考文献 1 0 d p ，已经指出， 彳因此，在计算时忽略a 的影响，我们将 在后面结果中对这一问题进行分析忽略a 后( 5 ) 式可以进一步简化为 必= r 筹，= 三学 因为超导转变温度时电离能的变化a ，( 乃可以理解为能隙的大小，所以我们在 这里就把它定义为：，口) = 成a ，仃) + 岛，( d ，其中，成为时处于，仃) 能 隙的电子态密度、岛为时处于，( r ) 能隙的电子态密度此定义式与传统 b c s 理论有相似之处 式 4 2 计算结果与讨论 下面在a c ( t ) 的计算过程中，我们用到了文献【1 1 】中a ，( n 和，( d 的表达 第四章二确化镁超导体比热与能隙的关系 其中， a ，( r ) = 3 0 6 k b t 。 ! 二三! 至 ( 红+ 啪i i l 等 a=i-p#pv：i，ln(oc)2il o p ) + 肚毒嬲糕络、一p ，p y ：鼙o cj j 谵 ，a ，( n = z ( t ) a ，( 丁) ( 7 ) k 为非电声耦合势文献【1 1 】认为二硼化镁超导体的超导机制除了电声耦合以 外还有非电声耦合对超导起作用但是，我们在计算时仍认为二硼化镁超导体 的超导机制为传统的电声耦合机制并没有其它的非电声耦合作用，因此在( 7 ) 式中我们取_ = ，u = o 通过进一步简化许算得到如下关系式 a ，( r ) = 1 6 k a t e ( 1 - t t , ) “，。( d = z ( z t ) ，( r ) ， ( 8 ) 其中，z ( t ) 为两能隙的比值，它是温度的函数取值范围约为l 6 【”】图l 中 给出了根据文献【1 5 】通过拟和得出的z ( r ) r 的变化关系图 图i 两能隙比值z ( 丁) 与丁的变化关系 其它对应的参数值为：转变温度e = 3 9 k ；德拜温度 _ = 5 0 0 k ：截断能量 第四章二霸化镶超导体比燕与匏募的关系 h w t , = 1 2 5 e v ：态密度分别取以= o 4 1 ( e v ) - 1 ，以= 0 3 0 ( e v ) ；相应的电子一声子 相互作用参数为乃= 1 0 1 7 ，乃= 0 4 4 8 “ 将( 8 ) 式代入( 6 ) 式我们得到a c 仃) 的具体表达式如下： a c 仃) i r 。c 2 5 6 ( 2 p 。+ 以) 瑶c ( 9 ) 将以上数据代入( 9 ) 式，在z = 1 2 5 时我们计算出a c ( t ) t 。z0 6 4 m j k 2 9 a t ， 其中g a t 表示l 克原子，我们用l 克原子表示l t o o l 原子，m g b 2 的克原子质量 为1 5 3 lg i l 3 1 计算结果与文献【1 3 ，1 4 q b a c ( t ) t 。的实验结果符合得很好并 且，z = 1 2 5 同时也与图l 中瓦附近处两能隙的比值相吻合计算结果进一步证 明了二硼化镁超导体的超导机制为电声耦合机制 本文对m g b 2 超导体的比热越变从理论上作了一点探索，在上面计算过程中 我们忽略了电子亲和能a 随温度的变化，从计算结果看出我们的近似是正确的， 也从一个侧面反映了亲和能对温度是不敏感的接下来我们将进一步计算体系 的电离能和结合能随温度的变化关系，再结合态密度随温度的变化我们就可以 从理论上计算f l m g a e 超导体的熵和比热对温度的依赖关系 本章结论已发表在低温与超导2 0 0 7 年第3 5 卷第3 期。 第四章二焉化镁超导体比热与_ e 募的关系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 】 1 0 】 1 1 t 2 1 3 1 4 1 5 参考文献 j u nn a g a m a t s u ，n o r i m a s an a k a g a w ae ta 1 n a t u r e ，2 0 0 1 ，4 1 0 ：6 3 - 6 4 张裕恒，李玉芝超导物理，中国科技大学出版社，1 9 9 2 年2 月第一版 杨宏顺，余曼，李世燕，李鹏程，柴一晟，章良，陈仙辉，曹烈兆物理 学报，5 0 ( 2 0 0 1 ) ，1 1 9 7 s c “，j l z h u ，1 l c ，y u ，fy l i ，z xl i u ，c q j i n c h i n e s ep h y s i c s ， 1 0 ( 2 0 0 1 ) ，0 3 3 8 l h h e ，g q h u ，p l z h a n g ，q w y a h c h i n e s ep h y s i c s ，1 0 ( 2 0 0 1 ) ， 0 3 4 3 s y z h a o ，j z l u m g ，t y z h a o ，c b r o n g ，b gs l a m ，z hc h e n g c h i n u o p h y s i c s ，1 0 ( 2 0 0 1 ) , 0 3 3 5 f b o u q u e t ，1 l a f i s h e r ，n e p h i l l i p s ，d gh i n k s ，j d j o r g e n s e n p h y s r e v l e t t ，8 7 ( 2 0 0 1 ) ，0 4 7 0 0 1 r o s b o m ，e ，a g o r e r n y e h k i n ，a i k o l e s n i k o v ，d gi - l i n k s c o n dm a t 0 1 0 3 0 6 4 朱海滨，孙爱民，沈东星，李彦炜，陈团结，田翠锋低温物理学报，2 8 ( 2 0 0 6 ) ， 2 6 8 李国盛，郑能武化学学报，5 2 ( 1 9 9 4 ) ，4 4 8 王建阳，王梅，苏希玉，刘文，公丕峰低温与超导，3 4 ( 2 0 0 6 ) ，1 2 6 a a g o l u b o v ，k o r t u s ，o vd o l g o v ，o j e p s e n ，y k o n g ，o k a n d e r s e r ， b 工g i b s o n ，ka h n ，k ，k r e m e r e o n dr n a f f 0 11 1 2 6 2 张杰，雒建林，白海洋，陈兆甲，林德华，车光灿，任治安，赵忠贤，金 铎物理学报，5 1 ( 2 0 0 2 ) ，0 3 4 2 a j u n o d ，y w a n g ，f b o u q u e t ，i s h e i k i n ，pt o u l e m o n d e ，m re s h l d s 锄， m e i s t e r e r ，h w w e b e r ，s l e o ，s t a j i m a p h y s i c sc 3 8 8 - 3 8 9 ( 2 0 0 3 ) 。 1 0 7 gk a t a p e t r o v ，mi a v a r o n e ，a e k o s h e l e v ，w k k w o k g w c r a b t r e e 。 d gh i n k s ，s i l p h y s i c sc ，3 8 8 3 8 9 ( 2 0 0 3 ) ，1 4 1 第五章总结 第五章总结 综上所述，关于二硼化镁的掺杂没有一个理论能对实验起到很好的指导作 用，对二硼化镁掺杂元素和掺杂比例的选取的标准的研究越来越有其重要意义。 本论文所提出的用硬度均衡值和电负性值作为研究掺杂二硼化镁超导电性的参 考可以很好的指导掺杂二硼化镁超导电性的研究工作，尤其给实验工作者对掺杂 元素和掺杂比例的选取提供了一个理论上的依据。掺入的杂质不论是使硬度和电 负性增加还是减小都降低了材料的超导转变温度、提高了材料的临界电流密度。 只要在掺杂之前根据选取的掺杂元素和掺杂比例预先计算一下此种掺杂二硼化 镁超导体的硬度均衡值和电负性值并与我们所给出的范围进行比较，就可以大大 增加实验成功的几率。虽然本研究结论属经验型总结，但是这些结果确实反映了 掺杂二硼化镁超导体系的某些特征，它对二硼化镁掺杂的进一步研究和发现是很 有意义的。 4 0 附录：作者攻读硕士期问发表和完成的论文目录 【1 】朱海滨，孙爱民，沈东星，李彦炜，陈团结，田翠锋硬度和电负性与掺 杂二硼化镁体系超导电性、掺杂元素和掺杂比例选取的关系，低温物理学报， 2 0 0 6 年2 8 卷第3 期 【2 】朱海滨，孙爱民，陈团结，李彦炜关于二硼化镁超导体比热的一点探索， 低温与超导，2 0 0 7 年第3 5 卷第3 期 【3 】陈团结，孙爱民，张汉谋，沈东星，朱海滨，李彦炜m g b 2 超导体掺杂的 理论研究，低温物理学报，2 0 0 6 年2 8 卷第3 期 f 4 】李彦炜，孙爱民，朱海滨，陈团结。掺杂二硼化镁体系超导电性与平均价 电子数的关系，西北师范大学学报( 自然科学版) ，2 0 0 7 年4 3 卷第3 期 【5 】李彦炜，孙爱民，朱海滨，艾德臻，陈团结 趣b 2 薄膜金属一绝缘体转变的 研究，西北师大学报( 自然科学版)