于2001年发现MgB2具有超导性质以来,由于其具有潜在而广泛的应用,随即在国际上掀起研究该种材料的热潮。尽管MgB2的化学结构非常简单,但是由于Mg在晶体生长过程中的蒸发导致的非重现性,使得生长高质量的可用于基础研究的高质量单晶非常困难。所以本课题组利用准静态氩气保护系统作为晶体生长装置,采用低熔点合金作为助熔剂的方法进行单晶生长,重点研究MgB2单晶生长的工艺过程。利用现代仪器分析手段(XRD、EDS、SEM、MM、AFM等设备)检测确认样品的结晶习性。通过扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(MM)对MgB2晶体形貌进行了研究。结果发现(1-11), (101)和(011)晶面的生长速率远远大于(1-10), (100)和 (010)晶面生长速率,即晶体沿a或b轴的生长速率明显很大,而沿c轴的生长速率很小,甚至随着晶体生长并未发生变化。在MgB2单晶中首次观察到{0001}晶面层的解离,根据晶体所展现的微观形貌,解释了MgB2晶体难于长大的原因。
英文主题词MgB2;Crystal growth;Superconducting materials;Morphology characterization