零維奈米鉛粉粒超導偶合強度與粒徑關係探討

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姓名

周和穆(He-Mo Zhou) 查詢紙本館藏

畢業系所

物理學系

論文名稱

零維奈米鉛粉粒超導偶合強度與粒徑關係探討
(Strong-Coupling of The Different Diameter Nano Pb Powders)

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摘要(中)

製作奈米鉛粉粒是採用熱蒸鍍法，改變氬氣壓力與鍍源溫度製作出不同粒徑大小的奈米鉛粉粒。加熱電流同為95安培氬氣壓力為0.1torr與0.2torr，製作的奈米鉛粉粒粒徑為4.5nm與13nm，得知壓力越大所成長的奈米粉粒粒徑越大。氬氣壓力為0.3torr加熱電流分別為105安培與110安培，製作的粒徑為6nm與7.5nm，即鍍源溫度越高所成長的奈米粉粒粒徑越大。
磁化率實驗，13nm鉛粉粒其 7.10K、 3.13T，9nm鉛粉粒其 7.09K、 4.48T，7.5nm鉛粉粒其 6.8K、 7.49T，
6nm鉛粉粒其 6.6K、 19.79T，因量子效應的關係，粒徑越小其臨界溫度越低。臨界磁場則隨粒徑變小而變大，這可能是只有部分外加磁場能量能影響超導體，需要更高的磁場才能破破壞超導態。
對每個樣品作擬合耦合強度值，得知13nm的值為2.22，9nm的值為2.44，7.5nm的值為2.86，6nm的值為3.03，而塊材鉛的的值為2.13，越大超導耦合強度越強，即粒徑越小其表面聲子密度較高，因此超導耦合強度隨粒徑變小而增強。

摘要(英)

In this thesis, we use thermal vaper to produce nano Pb powders. By changing Ar pressure and the electric current on the boat to produce different size of nano Pb powders.
By the magnetic measure, the critical temperature of 13nm Pb is 7.10K and the critical magnetc field is 3.13 Tesla. The critical temperature of 9nm Pb is 7.09K and The critical magnetic field is 4.48 Tesla.We know the critical temperature is 7.19K and the critical magnetic field is 803 Oe. This means that the diameter of nano Pb powders are smaller the critical temperature is lower but the critical field is higher. It only a little part of applied magnetic field can affect the superconductivity, So it needs more magnetic field to destroy the superconducting state.
Bulk Pb is strong- coupling. To simulation every samples, the α value of bulk Pb is 2.13. The α value of 13nm Pb is 2.22. The α value of 9nm Pb is 2.44. The α value of 7.5nm Pb is 2.86. The α value of 6nm Pb is 3.03. So nano powders are smaller the intensity of superconducting coupling are stronger.

關鍵字(中)

★ 奈米
★ 耦合強度
★ 超導
★ 鉛

關鍵字(英)

★ Pb
★ nano
★ strong-couping
★ superconductivity

論文目次

論文摘要……………………………………………………………… Ⅰ
致謝…………………………………………………………………… Ⅱ
目錄…………………………………………………………………… Ⅲ
圖目與表目…………………………………………………………… Ⅴ
第一章簡介……………………………………………………………1
1-1 塊材鉛的物…………………………………………………….1
1-2 奈米粉例的性質與應用…………………………………….1
1-2-1 奈米粉粒簡介………………………………………2
1-2-2 奈米粉粒的性質……………………………………2
1-3 研究動機………………………………………..………….6
第二章實驗儀器的簡介……………………………………………….7
2-1 奈米粉粒的備製法………………………..…………………7
2-2 鉛奈米粉粒備製…………………………..…………………..8
2-3 交流磁化率實驗的原理與置………….…………………….13
2-3-1 磁化率實驗儀器裝置……………………………..13
2-3-2 儀器量測原理……………………………………...17
第三章超導理論……………………………….…………..…………20
3-1 邁斯納效應……………………..…………………………….20
3-2 二流體模型…………...…..…….…………………………….22
3-3 超導體類型……………………..…………………………….22
3-3-1 第Ⅰ類超導體………………………………………22
3-2-3 第Ⅱ類超導體………………………………………...23
3-4 超導熱力學………………..……………….…………………26
3-5 強耦合超導電性…………..….………………………………31
3-6 電子-聲子交互作用………………………..…………………32
第四章實驗結果與分析………………………………………………34
4-1 塊材鉛磁化率實驗結果與分析………………..…………….34
4-2 奈米鉛粉粒磁化率實驗結果與分析……………..….………36
4-2-1 超導臨界磁場擬合…………………………………...36
4-2-2 超導臨界磁場隨溫度變化關係……………………...41
4-2-3 超導耦合強度探討…………………………………...44
第五章結論……………………………………………..………..……51
參考文獻………………………………………………………………..53

參考文獻

Referances
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指導教授

李文献、李冠卿
(Wen Hsien Li、Kuan-Ching Lee)

審核日期

2003-6-25

推文