[发明专利]拓扑发光体异质相掺杂的MgB2

说明书

本发明涉及一种拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体及其制备方法，利用拓扑发光体掺杂改变MgB₂基超导体的超导转变温度。本发明采用水热法制备了三种拓扑发光体：微米片m‑Y₂O₃:Eu³⁺/Ag，纳米片n‑Y₂O₃:Eu³⁺/Ag和n‑Y₂O₃:Eu³⁺/AgCl。异位掺杂法制备拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体。通过改变掺杂剂的尺寸、Ag含量以及掺杂剂的质量分数等因素，研究掺杂样品的超导转变温度的变化。实验中发现当使用n‑Y₂O₃:Eu³⁺/AgCl作为掺杂剂，且掺杂浓度为1％时，掺杂的MgB₂基超导体的转变温度高于对应的纯MgB₂样品。

技术领域

本发明涉及一种拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体及其制备方法，该智能超构超导体具有优异的特性，例如制备方法简单，且具有相对较高的临界转变温度。

背景技术

2001年，MgB₂的超导性被人们所发现。MgB₂结构简单，易于制备，且具有相对较高的临界转变温度(T_C＝39.0K)，这些优良的性质使得MgB₂具有很大的实际应用前景。当前，一个巨大挑战就是如何进一步提高MgB₂的T_C，为此人们进行了大量的研究工作，尝试了各种不同的方法。但是，到目前为止，人们还没有找到一个有效的方法用以提高MgB₂材料的超导转变温度。

最近的一些研究表明，掺杂发光材料有望提高材料的超导转变温度。Y₂O₃:Eu³⁺是一种优良的稀土发光材料，制备工艺较为成熟，具有较好的稳定性。我们组最近的研究表面，将氧化钇制备成一种拓扑发光体将会进一步提高本身的电致发光性能。因此，基于超材料的思路，利用化学掺杂手段将拓扑发光体掺杂进超导材料有望进一步提高材料的超导转变温度。

发明内容

鉴于以上情况，本发明开辟了一种新方法，利用超材料的思路，把化学掺杂和光场激励结合起来，直接把拓扑发光体材料掺杂进超导体基质中，在外加电场作用下激励拓扑发光体材料电致发光，研究掺杂这种电致发光材料对MgB₂超导性能的影响。制备出了一种拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基智能超构超导体，通过改变掺杂剂的尺寸、含量、Ag含量以及光照条件进行对比实验，得出了一种具有高临界转变温度的拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基智能超构超导体。

本发明采用水热法制备拓扑发光体的微米片以及纳米片，异位烧结法制备拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体。如以下所述：

(1)拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体及其制备方法，其特征在于水热法制备得到三种掺杂剂：微米片m-Y₂O₃:Eu³⁺/Ag，纳米片n-Y₂O₃:Eu³⁺/Ag和 n-Y₂O₃:Eu³⁺/AgCl；异位掺杂法制备不同Ag含量以及不同质量分数的拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体。

(2)如权利要求1中所述的拓扑发光体异质相掺杂的MgB₂基超导体及其制备方法，其特征在于拓扑发光体掺杂剂分布在MgB₂超导体颗粒周围，改变拓扑发光体中Ag 的含量、光照条件以及掺杂剂的质量分数可以制备出不同超导性能的MgB₂基超导体。