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自旋NiS二元化合物与Bi_(2x)Pb_xNi_3Ch_2(Ch=S,Se)系统

收藏本文 2024-01-15 点赞:27688 浏览:122853 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文对超导体的进展历史、分类和运用进行了概要介绍,并对硫属化物超导体的探讨近况进行了综述。实验工作的探讨重点是Ni-S二元化合物及Bi2-xPbxNi3Ch2(Ch=S, Se)系统的合成、结构和物理性能,主要探讨内容和结果如下:1、利用固相反应策略合成了Ni3S2,ε-NiS、δ-NiS. NiS2和Ni9S8,并进行了室温以下的电阻和磁化率测量。其中Ni9S8的电阻和磁化率性质尚未见文献报道。浅析表明:Ni3S2,ε-NiS和Ni9S8体属性,NiS2在30K附近体属-半导体转变;Ni9S8的磁化率与温度联系遵循居里-外斯定理。2、利用可控温通气氛的杂化微波加热技术,成功合成了Ni3S2、ε-NiS、 δ-NiS和NiS2,通过变温XRD衍射和电阻率及磁化率对样品进行了表征。Ni3S2单相样品体现顺磁金属性。微波策略合成的δ-NiS在150~260K温区体现负热膨胀性;且其金属-非金属(顺磁-反铁磁)相变温区有一定展宽,其理由可能是晶粒细化效应。与其它合成技术相比,可控温杂化微波加热技术不仅节能省时,设备简单,而且适用范围广;特别是该技术可以加热很难吸收微波的反应物,也能制备容易氧化的样品。3、利用固相反应策略,对Tc约为0.7K的超导化合物Bi2Ni3Ch2(Ch=S, Se)进行了Bi位Pb元素的掺杂探讨,结果表明875K随炉冷却的PbBiNi3S2样品发生抗磁性转变但没有测到零电阻。通过XRD衍射、电阻和磁化率对在775K退火处理的样品进行了表征,并利用点阵参数法进行了固溶度测定。结果表明在Bi2-xPbxNi3S2中,Pb的固溶度x=1.3;而在Pb2-yBiyNi3S2中,Bi的固溶度y=0.2;Pb掺杂使Bi2Ni3S2的晶体点阵参数a、c减小,晶胞在c轴方向收缩,层间距变小;当x0.5时,晶体点阵参数b随着Pb含量的增加而减小,当x0.5时,b随着掺杂量的增加而逐渐增大。在固溶体Bi2-xPbxNi3Se2中,Pb的固溶度x=1.0;Pb掺杂使Bi2Ni3Se2的晶体点阵参数a减小,b、c随着Pb含量的增加而增大;使晶胞沿c轴方向拉伸,增大了层间距,提升了Bi2Ni3Se2的二维特性。Bi2-xPbxNi3Ch2(Ch=S,Se)系统在5K以上均体现自旋玻璃行为,且自旋冻结温度Tf着掺杂量的增加而逐渐升高。关键词:超导电性论文微波合成论文晶体结构论文粉末衍射论文电阻论文磁化率论文自旋玻璃论文

    摘要4-6

    ABSTRACT6-9

    目录9-11

    第一章 绪论11-26

    1.1 超导材料的探讨历史11-15

    1.1.1 1986年以前超导材料的探讨11-13

    1.1.2 铜氧化物高温超导材料的探讨13-14

    1.1.3 新型的非铜氧化物超导体的探讨14-15

    1.2 超导材料的分类及运用15-19

    1.2.1 超导材料的分类15-18

    1.2.2 超导材料的运用18-19

    1.3 硫属化物超导体的探讨近况19-24

    1.3.1 二硫属化物超导体20-21

    1.3.2 Chevrel相超导体21-22

    1.3.3 尖晶石结构超导体22-23

    1.3.4 ThCr_2Si_2型超导体23-24

    1.3.5 PbO型铁基超导体24

    1.4 本论文的探讨动机和目的24-26

    第二章 实验策略26-30

    2.1 样品的制备26-27

    2.1.1 杂化微波设备26-27

    2.2 样品的X射线结构浅析27-28

    2.2.1 衍射数据的收集方式27-28

    2.2.2 衍射数据的处理方式28

    2.3 样品的电磁输运性能测试28-29

    2.3.1 电阻测量原理28-29

    2.3.2 磁化率测量原理29

    2.4 扫描电子显微镜29-30

    第三章 Ni-S二元化合物的探讨30-42

    3.1 引言30-31

    3.2 Ni-S二元化合物的封管合成探讨31-34

    3.2.1 样品的制备31

    3.2.2 XRD物相浅析31-32

    3.2.3 样品的电阻和磁性表征32-34

    3.3 Ni-S二元化合物的微波合成探讨34-41

    3.3.1 样品的制备35

    3.3.2 微波样品的XRD物相浅析35-37

    3.3.3 微波样品Ni_3S_2和δ-NiS的形貌37

    3.3.4 δ-NiS的低温XRD数据浅析37-38

    3.3.5 样品Ni_3S_2和δ-NiS的电磁性能38-41

    3.4 结论41-42

    第四章 Pb_xBi_(2-x)Ni_3Ch_2(Ch=S、Se)系统的探讨42-60

    4.1 引言42-43

    4.2 微波策略合成的探讨43-45

    4.2.1 样品的制备43

    4.2.2 XRD物相浅析43-45

    4.3 Bi_(2-x)Pb_xNi_3S_2(0≤x≤2)系统探讨45-53

    4.3.1 样品制备策略45

    4.3.2 物相浅析和物性测量45-46

    4.3.3 超导有着的迹象46-47

    4.3.4 Pb_xBi_(2-x)Ni_3S_2(0≤x≤2.0)的物相结构47-50

    4.3.5 样品的形貌观察50-51

    4.3.6 Pb_xBi_(2-x)Ni_3S_2(0≤x≤2)系统的物性探讨51-53

    4.4 Bi_(2-x)Pb_xNi_3Se_2(0≤x≤1)系统的探讨53-58

    4.4.1 物相结构浅析53-56

    4.4.2 电磁性能浅析56-58

    4.5 小结58-60

    第五章 总结与展望60-62

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