هدف این رساله بررسی تاثیر دمای کلوخه سازی بر روی خواص الکتریکی و مغناطیسی ابررسانای mgb2 آلائیده به 10 درصد وزنی مالیک اسید می باشد. mgb2 آلائیده شده به 10 درصد وزنی مالیک اسید به روش داخل- محل ساخته شده است و نمونه ها در محدوده دمایی c°600 تا c°900 کلوخه سازی شده اند، پارامترهای شبکه، ساختار بلوری، فازهای ناخالصی نمونه ها توسط پراش اشعه x و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفته اند. چگالی جریان بحرانی از روی پهنای حلقه های مغناطش با استفاده از مدل بین محاسبه شده و با استفاده از آن چگالی جریان بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین اثر دمای کلوخه سازی بر روی میدان بحرانی بالایی، میدان برگشت ناپذیر وانرژی فعال سازی مورد بررسی قرار گرفته و دیده شد که با افزایش دمای کلوخه سازی چگالی جریان بحرانی، میدان بحرانی بالایی، میدان برگشت ناپذیر وانرژی فعال سازی به دلیل جانشینی کربن به جای بورن افزایش می یابند.

چکیده از زمان کشف ابررسانایی در mgb2 یک سری تحقیقات به منظور درک سازوکار بنیادی ابررسانایی و سازوکار میخکوبش گردشاره ها انجام گرفته است. خواص میخکوبش در ابررساناها را معمولاً می توان از طریق تعیین نیروهای میخکوبش حجمی fp شناخت. در این پایان نامه در ابتدا خواص عمومی حالت ابررسانایی، و بعد به طورخاص ابررسانای mgb2 و اثرات جانشینی آلایش های مختلف روی آن مرور می گردد. سپس نحوه ساخت و روش های اندازه گیری بررسی می شود. نهایتا سازوکارهای میخکوبش شار مغناطیسی در ابررسانای mgb2 آلاییده به 10 درصد وزنی مالیک اسید کلوخه سازی شده در دو دمای c ْ600 و c ْ800 با استفاده ازاندازه گیری مغناطیسی تعیین می گردد. در ابتدا مغناطش بر حسب دما و میدان مغناطیسی اندازه گیری شد سپس چگالی جریان بحرانی از روی پهنای حلقه های مغناطش و با استفاده از مدل بین محاسبه گردید و با استفاده از چندین مدل سازوکار میخکوبش مورد مطالعه قرار گرفت. مدل های دو- هوگس، پرکینز،و شی جهت توصیف وابستگی مغناطیسی داده های تجربی نیروهای میخکوبش بهنجارشده، و مدل گرایسن جهت بررسی وابستگی دمایی میدان های متقاطع به کار رفته اند و سهم هر یک از دو سازوکار غالب در میخکوبش مدل گرایسن تعیین می شود. نتایج نشان می دهد که سازوکار میخکوبش برای دو دمای کلوخه سازی c ْ600 و c ْ800 تقریبا یکسان است . بررسی در مدل شی نشان از توافق خوب سازوکار tc? در دماهای پایین و سازوکار میخکوبش سطحی در دمای بالا با داده های تجربی داردو نیز مدل گرایسن بر غالب بودن سازوکار l? در دماهای پایین و tc? در دماهای بالا دلالت دارد. در عین حال مقایسه داده های چگالی جریان بحرانی نشان داد که افزودن ناخالصی 10 درصد وزنی مالیک اسید باعث افزایش بیشتر میخکوبش شار مغناطیسی و در نتیجه افزایش یک مرتبه ای jc می گردد. واژه های کلیدی.: ابررسانای mgb2، آلایش، سازوکار میخکوبش، چگالی جریان بحرانی، شار مغناطیسی

در این پژوهش خواص الکترونیکی شامل: نوارهای انرژی، چگالی حالت های کلی و جزئی وچگالی ابر الکترونی، و همچنین خواص اپتیکی از جمله: تابع دی الکتریک ،ضریب شکست، طیف اتلاف انرژی الکترون، بازتابش اپتیکی و هدایت اپتیکی مورد بررسی قرار گرفت. ترکیبات مورد نظر سرامیک های فروالکتریک batio3 و bati0.91zr0.09o3 و سرامیک پاراالکتریک bazro3 می-باشد. محاسبات بر اساس نظریه تابعی چگالی (dft) با استفاده از امواج تخت تقویت شده خطی (fp-lapw) با تقریب های gga و gga+u برای batio3 و bazro3 و bati0.91zr0.09o3 انجام شده است. به طور کلی محاسبات کار حاضر نشان می دهد که با اضافه کردن اتم زیرکونیوم گاف انرژی افزایش و ضریب شکست کاهش می یابد، که علت آن می تواند هیبریداسیون قوی تر اربیتال های ti-3d نسبت به zr-4d با اربیتال های o-2p باشد. محاسبات نشان می دهد، نتایج بدست آمده از روش gga+u به داده های تجربی نزدیک تر است.

خواص الکترونیکی واپتیکی و ترموالکتریکی homno3 و ناخالصیها با استفاده محاسبات اصول اولیه ونظریه تابعی چگالی بررسی شده است. برای انجام محاسبات از روش امواج تخت تقویت شده خطی وتقریب گرادیان تعمیم یافته استفاده شده است.

چگالی جریان بحرانی در mgb_2 موضوع اصلی پژوهش هایی است که از زمان کشف ابررسانایی در این ترکیب انجام شده اند. مقادیر j_c حدود a/cm^2 106-105 توسط چندین گروه برای mgb_2 گزارش شده است. درعین حال، با افزایش میدان مغناطیسی j_c، به علت میخکوبی شار ضعیف، به سرعت کاهش می یابد. برای بهبودی ویژگی های ابررسانایی این ترکیب، مانند میدان بحرانی بالایی، میدان برگشت ناپذیری و چگالی جریان بحرانی استفاده از آلاینده های شیمیایی پیشنهاد گردیده است. درواقع آلایش به عنوان یکی از ابزارهای ایجاد مراکز میخکوبی، موجب بهبود ویژگی های ابررسانایی mgb_2 می شود.در این پژوهش، اثر آلایش mgb_2 با آلاینده های 5 درصد وزنی سیلیکون و 10درصد وزنی سیلیکون کلراید مطالعه شده است. افزایش چگالی جریان بحرانی و میدان بحرانی بالایی و میدان برگشت ناپذیری در هردو نمونه mgb_2 آلائیده به si و sicl_4 مشاهده شد. البته در مورد نمونه آلائیده به sicl_4 افزایش بیشتری به چشم می خورد. مدل های میخکوبی دو-هوگس، شی و گرایسن جهت مطالعه سازوکار میخکوبی در نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. مدل دو-هوگس در توصیف سازوکار میخکوبی این دو نمونه موفق نبود. مدل شی نیز در توصیف سازوکارهای میخکوبی چندان موفق نبود. اما مشاهده شد که ترکیبی از سازوکارهای میخکوبی سطحی و ?t_c با داده های تجربی در توافق می باشد. مدل گرایسن نیز وجود همزمان هردو سازوکار میخکوبی ?l و ?t_c پیش بینی می نماید. در آخرین مرحله، به بررسی چگالی جریان با استفاده از نظریه تراوش پرداختیم و دیده شد که توافق بین داده های تجربی و روابط تئوری فقط در میدان های میانی رخ می دهد.