Влияние примесей и дефектов строения на низкотемпературную электропроводность ниобия

• Автор: Либинсон, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 c. : ил

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Температурная зависимость электросопротивления ниобия

1.2. Влияние примесей на электросопротивление

ниобия

1.3. Влияние дефектов решетки на электросопротивление ниобия

1.4. Продольное магнетосопротивление ниобия

1.5. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1/Подготовка образцов

2.2. Деформация образцов

2.3. Измерения электросопротивления и его зависимости от температуры и магнитного поля
ГЛАВА 3. ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИИ
НИОБИЯ РАЗЛИЧНОЙ ЧИСТОТЫ
3.1. Температурная зависимость электросопротивления ниобия с неконтролируемым примесным составом
3.2. Температурная зависимость электросопротивления ниобия при 4,2К< Т< І8К. Особенности квадратичного по температуре вклада
3.3. Отклонения от правила Маттиссена для растворов
кислород-ниобий
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИИ НА ОСТАТОЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
НИОБИЯ

4.1. Остаточное электросопротивление ниобия,
деформированного прокаткой
4.2. Остаточное электросопротивление ниобия, деформированного изгибом
4.3. Сопоставление экспериментальных значений дислокационного электросопротивления с теорией
4.4. Вклад границ зерен в электросопротивление
ниобия
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРОДОЛЬНОЕ МАГНЕТ0С0ПР0ТИВЛЕНИЕ НИОБИЯ
5.1. Магнетосопротивление поли- и монокристалли-ческого ниобия различной чистоты
5.2. Влияние деформации и'пор на магнетосопротивление ниобия
5.3. Сопоставление экспериментальных результатов
с теорией
5.4. Разработка методики контроля чистоты ниобия по измерению величины относительного остаточного сопротивления
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

За последнее десятилетие существенно вырос интерес к высокочистому ниобию. Это обусловлено его широким применением в различных сверхпроводящих устройствах (болометры, ускорители, резонаторы и некоторые элементы специальной техники). Их добротность в значительной степени определяется диссипацией энергии за счет электронов проводимости /I/, т.е. должна коррелировать с уровнем низкотемпературного электросопротивления. Поэтому исследование вклада примесей и дефектов строения необходимо для рационального выбора технологии изготовления ниобиевых элементов этих устройств, включающей, как правило, пластическую деформацию и отжиг /I/.
Кроме того, в настоящее время оценка содержания примесей в наиболее чистых металлах производится преимущественно по величине относительного остаточного сопротивления (ООО) /2/. Ниобий относится к числу таких металлов: по ТУ одной из основных характеристик высокочистого ниобия (и главной при определении сортности) является 00С, определенное как отношение величин электросопротивлений при комнатной температуре и 4,2 К /3/. Специфика измерения ООО ниобия обусловлена его сверхпроводящими свойствами - высоким критическим полем (Нд (4,2 К)^ 6кЭ /4/). Поэтому результаты измерений при 4,2 К в достаточном для полного разрушения сверхпроводимости магнитном поле искажены магнетосопротив-лением.
В настоящее время изучено влияние примесей на остаточное электросопротивление ниобия /5-9/. Работы по температурной зависимости электросопротивления ниобия выполнены либо на рекордно чистых / 10-11/, либо на весьма грязных образцах /12-15/. Аналогично обстоит дело и с магнетосопротивлением ниобия /10,16/.

ренным. Поэтому количественная оценка остаточного сопротивления по измерениям выше Тс с экстраполяцией по формулам типа (3.1) вряд ли возможна.
3.2. Температурная зависимость электросопротивления ниобия при 4,2 К < Т < 18 К. Особенности квадратичного по температуре вклада
Сопоставление результатов измерений электросопротивления ниобия при 4,2 К с полученными экстраполяцией значениями указывает на необходимость более подробного изучения температурной зависимости электросопротивления ниобия при 4,2 К < Т < 20 К. Характерные результаты наших измерений приведены на рис.3.2 и 3.3. Полученные данные показывают, что и при "низких" (4,2 К< Т<ТС) и при "высоких" (Tj < Т < 18 К; Tj - 12 К) температурах наблвдается квадратичная зависимость электросопротивления от температуры:
f = jo АТ2 (3.4)
В интервале Тс< T ^ ~ ^"ЭЭ +
А. Электрон-электронное рассеяние
Электрон-электронное рассеяние осуществляется путем прямого взаимодействия (А^к) и обмена фононнами (А**)» Сопоставим эти
OvJ О О
вклады. Энергия прямого электрон-электронного (экранированного . кулоновского) взаимодействия UK имеет тот же порядок, что и