doping effect and flux pinning mechanism of nano-sic additions in mgb 2 strands

34

Upload: independent

Post on 21-Nov-2023

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

������ ��� �� ���� ������� ��� ���� � � ������ ���������

�� ���� ��� ���

�� �� ��� � �� � ������ � �� �� �������� �� ���� �������� �

��������� �� �� ��!� �������� "��#����� $�%��� &���'( �� )� ����

� ���� ��������� �� ������� �!���!� �* ����������� +�� ,��� ����

"��#����� �������� ,- ./&�0 "�

�� ���� ! �� )��*�����!� ! ��1� +����! !

! - ��� +�!� )����!� 2�!� �������� ,- ./&�& "�

����������*��� �����3

����� �� �� ��������

���� ��������� �� ������� �!���!� �* ����������� +�� ,��� ����

"��#����� �������� ,- ./&�0 "�

�4��� **����3 ���������/5�����*�

&

� ��� ��

�����!��*�!���� ��6& ����*� 7��� ��������4�!�� ��� **������

�#� ���� ��#�������* � ������!�� ����� �������� �* ������!

������������ !������#� ���* �� ��6& ����*� 7��� *��������

���4��� **����� ��#��� �� ���7� �4*�����4����!�* !����!� !������

*����� �� ������� ����!������ �� ��� ����� !����!� ����* ���� �*

*�!����* �������� � +�� !����!� !������ *����� �* ���8 ������� ���!�

*����� ������* ���� ������! ����������� 7��� ����* �� ����� *�����

���� ��� #���� ������* ������� �������� ����������� ����!���� 7���

����*� �� ������! ����* *����*��!�� +�� *�������!�� �� ������! �*

�������� ������� �� ����� ��������* �� !����!��#�� �����* ����!��� ,� ���

����� ��* ���* �� ��� �!���� ���#��� �� ���8 ������� ���!� ����� � ��

����� ����!��#� ������� !������ �� ��6& ����*� �� **����� �� ���� ����*�

��������

���� ����! 9.�90� *: 9.�&;��#: 9.�&;�<�: 9.�=&���

"#$����! ��6& ����*: ������: �����!� !�������: >��8 �������

��!�����

/

��0 %�����������

���!� ��� *��!�#�� �� ��� �����!��*�!��#�� �� ��6& ?�] ��� ���8

������� ���#��� �� ��6& �� ���� ���*��* 7�*�� ���!� ���� �� �������� ��

���� ��������!� ���* �* ��� ����!������ -�7�#�� 7���� ���� ����*�

������� �� 7�*�� !����* �� �� *������ ��!����� ��� ���8 �������

��!����� �� ��6& �� ��� �� !�������� !��� *�� �� !�����!���� �!����

��!��*���3 A�) ���!����#� !������ ���7 ���!���* 7��� ��� ���������!

�����!��*�!��#�� �� ��� ��*�#�*�� ����� 7��!� �� ��*��� ��������* ��

��� !� ������� ��6& ������: A&) ��� ���� ������� �* !�����8

!����!��#�� �� ��6& ������ ?&] 7��!� ���!� ��� ���������� �� !����!�

!������ �* ������ �� ����� ��C� *����*��!� �� !����!� !������ *�����

�* ���D���� �� �������� �* ������! ����������� �� !����!� !������

*����� ?/]: A/) ��� �������� �������!� �� ������! ���8���� �� ���� ��� ����*

�* ���������� *����*��!� �� ��� !����!� !������ *����� �* ���8 �������

���!�: A.) ��� ������������ �� �����!��*�!���� ��������� ���������� ��

�* ����� !����!� ����* ��� ���!���* 7��� ������������� *����� ��

������������� ����!�� �����* �� **������ �* A;) ��� ���������� ��

!����!��#� ������� �� ��6& ������ ?.]�

.

������ ��� ��� *�!*� �8�����#� �����!� �� ���� !����* ��� 7��� ���

��� �� �����#��� ��� �����!��*�!���� ���������� �� ��6& ������� ���

**������ �� ���� !����!� �������� �* !������*�� ���� ����� **���#��

��� �� ���#�* �� �� ��� �� ��� ���� �� �����#��� ��� ����� !����!� ����* ���

����#��������� ����* ���� �* !����!� !������ *����� �� 7��� ��� ������

��*�!���� �� �� ?; =]� +�� *����� ��!����� �� ��������* �� �� ��� ��� ���

*����!���� 7��� ��� � ���� ������������ �� ��� 6 �� ��� 64�������!� �* ���

*��������� �� ��!�� � +�������� ��� ������������ �� !���� ��� ����� �� ���

#�� ������ �� *�!������ ��� �������� �� �����!��*�!��#�� 7��!� ��

����� ������ ����� �D�� �E�� ��6& ������ 7��� ��� **������

����!���� ������� ��� ���8 ������� ��!����� ���*���� �� ���� ��� �t is

difficult to completely and unambiguously distinguish the influence of C

substitution on the B lattice from the effects of lattice strain which may also

have similar effects as a result of precipitates or Mg vacancies [7].

2� ���� 7��E 7� ����� ������ ��� �������!� �� ��� **������ �� ���� ���

����� !����!� ����* �* ��� �������� � �� ���� *��!���� � ������! ���*���

�� �������� �* ������! !����!� !������ *�������� �� ��6& ����*� 7��� ���

**������� +�� ����* *����*��!� �* ��� �!���� ���#��� �� ���8 �������

;

���!� ���� �������� �* ������! ���������� �� ���� !�����*� >����

��� ���8 ������� ��!����� �� ��6& ����*� 7��� ��� **������ �� *��!����*

�� *�����

�. �������� �

����4�������� ����*� 0�'/. �� �� *������ �!� 7��� $�

!����!� ������ �* ����� ����� ����� A��6&F$�F�����) 7���

����!����* � - ��� +�!� )����!� 2�!� A-+)) � *��!����* ���#�����

?' (]� +�� ������� ��7*��� ���* 7��� �� A((G &04&; µ� �8���� ��C�) 6

A((�(G �������� �4& µ� �8���� ��������� ��C�) �* ��� A/0 �� ��

�; ��)� +7� ����*� 7��� �*� ��� 7��� ����!������� �� �����;6&H;G���

A/0��) A*�����* �I4;G4/0 7��� ��!�� ������ �&0;) �* ��!��* 7���

�����6&H�0G��� A�;��) A*�����* �I4�0G4�; 7��� ��!�� ������ �0&�)�

�� 6 �* ��� ��7*��� 7��� J4��8�* �* ���� ���4�����*� -�� ���������

7��� ��������* ��*�� ���7��� ���� �� ������� ��!����� �� ����*

����8����� /0 !� ���� 7��� !�����* ��*�� )��4�� ����� 7��� .;

������� ���� 7��!� ��� ������ 7��� ���� ���* � =9;�� ��� .0 ������� �*

�#��4!����* �� ���� ���������� �� / ��

=

�)� �� ��� 7� ��������* �� �I4;G4/0 �I4�0G4�; �* ����

��6& ������ ����� �!���� ��� &000 A�� α λ K ��;.�' Ǻ)� � ���7� ��

>��� � ��!��*� ����� �� ��&�� ��, �* ��� !���* �� �����#�* �� ����

�I4;G4/0 �* �I4�0G4�; ������� +�� ����� �� � ������������

A���!���!�� � �� ��6&48�8) 7� *��������* ���� !�������� �� ������ !� ���

*� ������� ��� !���� �� ����!� �������� ?�0]� � ���7� �� +��� �

����� �I4�0G4�; �� ������ � *����� ��#�� ��� ����� �I4;G4/0� +���

�� *�� ��� ��� �� ��� ����� ������ ��� *����� ��� ��� ��� �!� ��� ���

�4*����� �� ���� ����!��#� �� ��� ��� ����!��� �� ������ �* ��������� ����

�������� �* !����� ��!�*�

��!������!����� 7��� �8����* � ���: �����������#� ������� ��

���7� �� >��� &� ������ !������* ���� *���� �* ������ �������� +��

#���� ���� ��C�� ��� ����* �I4;G4/0 �* ����* �I4�0G4�; �� ���� �

;0 ��� +������� !����!� !������ *�������� (Jct) 7��� ������* �� ������ /

!� �� ������ 7��� ������! ����*� �� �� �� �. + �����* ����#����� �� ���

����*�� J����� �� ���� ������� �� ; �� 7��� ���*: ��� ��� !�������� 7� �

LJF!�� )������#� �* ������! ����������� �� ��� �����!��*�!����

��������� 7��� ��������* 7��� <����� ������ ��*�� =000 �� ��!�

9

������� ���������� � ���� A����) �� ����� ������ ���� �; �� �* ;

�� �� ������ �����!��#�� � ������! !����!� !������ *�������� A�� ) 7���

!�!����* ����� ��� 6�� ��*�� ���� ������C���� � �������� �����

A�-M�)�

'. ������ �� �� �� ��� ��������

'.(. �������� �� �� ��� �� ��� ��������#

+� ���* ��� �4*����� ����!� ���� ��� ������� **���#�� �� ���

�����!��*�!���� ���������� �� ��6& �7� ����*� 7��� *�������� ��#��� ��

���4��� **����� 7��� !�����*� � ���7� �� +��� � ����� �I4�0G4�;

�* ������ � *����� ��#�� ��� ����� �I4;G4/0� +�� �����!��*�!����

��������� 7� ��#�������* � ��� ���*�* ���� ����� ��!���D�� � ���7�

in Fig. 3. Upper critical ����*� ��� �* ����#��������� ����*� ����, 7���

*��������* � ����� !������ �� (0G �* ;G �� ��� �����4���� �������!�

�����!��#�� � +�� ���������� *����*��!�� �� ��� �* ���� �� ���7� �� >���

.� ����� !���� ������������ ��� ����� �� �8��!��* �� ��!���� ��� �����

!����!� ����* � ��7�� ����������� � ����� ������ ����������� ��� ��� ��

����� �I4�0G4�; A7��� ��� ������ *����� ��#��) �� ������ ��� ��� ��

����� �I4;G4/0 �� 7�*� ���������� ����� +��� ���������� �� ������

'

�� ��� �� ����������� 7��� ������ ��#��� �� �4**������ +�� �� �� �����

�I4�0G4�; �� ���� � N ��7�� ��� ��� �� �� ����� �I4;G4/0 *�� �� ���

������ �4*����� ��#��� +��� ��� ��� �� � �* ���� �� � !��#�� �� ����*

�I4�0G4�; ����� �� ��7�� ���������� � ���� � N� ������ ��� �� �8��!��*

��� �I4�0G4�; � ��7�� ����������� ��� *�� �� ��� ���� *����� ��#��

��7�#�� ����� ����*� �� �� ��* ��� �8���� ������! ����* �� ���

����������� ��!� ��� ���� ��7 ���������� ��� �� � !�����#�� !���* ��� ��

�����#�*�

������* �� ����� �� ���� ��6& ������ ?��] ��� �� ���������� ��

��� *���* ����*� �� #�� ���� �#�� �� ���� ����*�� +�� ����* *����*��!� ��

��� ��������� 7�*�� *�����* � ∆� � �����) � ������)� �� ���7� �� ��� ����� ��

>��� .� +�������� 7�*�� ��!����� 7��� ��� �����* ����*� � �!��� �� �7�

��� �I4�0G4�; �* � �!��� �� ���� ��� �I4;G4/0� � ��7 ����*�

����!��� � C��� ����* ��� ��������� 7�*�� �� ���� !���* � ���

������������ �� ��� ������ � ������ ����*� ��� ��������� 7�*�� ��

��������� �������!�* � #���� �� �!���� ��!��*��� ������������

�������� �� �����!��*�!��#�� !����!��#�� ���8 ���7 �* ���8 !���� ����

,�� �� ��� �������� ����!�� �� ��� �������� �� ��*�#�*�� �����!��*�!����

(

����� A��6&O� ��*��� ��� �����!��*�!���� �������� ) 7��!� ���*��� ���

�����!��*�!���� ��������� ��� ��� !� ������� ������� ��!��* ������

�������!� �� ��� ������������ ��� *���* ������� ������* �� �����

�I4;G/0 ����� �I4�0G4�; �� 7�*�� ��������� 7�*�� � ��7 ����*� *��

�� ��!����* ������������ !���* � ������ ��#�� �� ��� **������� ���� ���

�����* ����* ��!������ ��� ��������� 7�*�� �� ����� �I4;G4/0 ��!�����

����� ��� ��� �� ����� �I4�0G4�; �* ����� �� !���� �#�� � ������

����*� ����� �I4�0G4�; �� ����7�� ��������� 7�*�� � ��� ������

����*� ���������� ��*�!�* �������� �

>�� ��� !� ������� ����� ��� ����� !����!� ����* ��� *��������* �

��� �������#� ��������� �� �� �!� ������ +�� ���� ������* � ��� �������#�

��������� �� ��� !� ������� ����� �� !����� ���� �� ������ ��� ����

�* �� �!� �� ����� c

irrH � 6 !�!������ ��� ���� ���F���� � �����

����*� !� �� �������* ��� ��� �����!��*�!���� �������� � � ���7� ��

��� ����� �� >��� . �������� �� ������ ��� ��& �#�� 7�*� ���������� ����

7��!� ���� ��� ��� !��� �������� ���� �� ���� ��� ���� ��� �����

����*�� +�� �������� �� *���* ����*� �����* �� #�� ���� ������� ���

#���� �������� !���* �� ��*��4�������* *�� �� ��� ���� �8!������

�0

!�������

2� �� 7��� E��7� ��� ��6& �� �7� *�����!� �����!��*�!���� ���3 ���

D���4&� ��� �� ∆σ �����* � ��� ��4���� σ ������*��� �8 ������ �� 6

�* ��� /� ������ �� ∆π �����* � ��� ���4��4���� π ���*��� �*

������*��� �C ������� �� 6� -�7�#�� ��� P#����� ����� !����!� ����*” �� ���

π ��* 20 2/ ππξφ=vH �� #�� ���� ���� 0�; + ?�&]� >�� ����*� ��#� 0�; +

��6& �� � ���������! 6�� �����!��*�!��� 7��� ��� ��� !!��*��� �� ���

���������! I��C����4M�*� ����� 202 2/ ab

c

cH πξφ= , cab

ab

cH ξπξφ 2/02 = , and

the anisotropy factor cab

c

c

ab

cc HHH ξξγ //)( 222 == , �� ��� �������� !�����

7��� �!������� �* !������!� ������� >�� � *����� �!������� �� ����

����!�* �� ��� 6 � ��� +��� ��� !������!� ������ �� ��� ��4���� abξ

*�!����� �������!��� 7���� ��� #��� �� cξ ������ �����#�� !�������

+�������� ������� ���� ���� �* ���

�� ��!���� 7��� � ������������ ����

��!����� ���� �* ��� �#���� �������� ������� )( 2cHγ *�!������

'.�. %����� � ��� �������� �� ������ � ������ �����# ��

�-M� 7��� ������* ��� ������ � ��#��� *�������� �����������

7��� ��� ������! ����* �����* ������ �* ������*�!��� �� ��� 7��� 8��

��

�����!��#�� � +�� ����* �7��� ��� 7� �/0 ,�F�� !!��*��� �� 6�� ��*�� ���

! ���*��!� ����� ��� ������! !����!� !������ *����� �� �� � ��∆���

A�������*��� ����*) �� �� � �π��)��∆��� A����#���� ����*) 7���� � A!�) ��

��� �*��� �� 7��� �* ∆� A���F!�/) �� ��� ������ �� �-M ?�/]� +��

�������� !����!� !������ *����� ��� 7� ������* � *��������

����������� �* ����*� A�����* ����#���� �� ��� �����) ����� ���

���*�* ���� ����� ��!���D��� � ���7� �� >��� ; A) �* A�) �� ��� �����

�I4;G4/0 �� ������ ��� ��� �� ����� �I4�0G4�; � �� ����������� �*

����*�� **������� ��� ��� #���� �� ����� �I4;G4/0 �� ������ ��� �����

�� ����� �I4�0G4�; ��� �� ����*� � ��7�� ������������ -�7�#�� � ���

���������� ����� ��� ��� �I4�0G4�; ��!���� ����� ��� ��� �� �I4;G4/0�

+�� ��!����� �� ��� **������ �� ��� ��� ���4��� ��!�� 7��� ��

������� ���� ����� ��!��#� ���� � �* � 4���*�!�� ��!� � ��&�� ���� ?�.]�

+�� � ������ ��� ���� �* ��!����� ��� 7���� ��� ���4�� � ���*�!�� ��

�8��!��* �� ���� � ��� ���� ����*���� ������� !���� � ���8 �������

�*F�� ���!E��� ����� ?�;4�']� +��� ����� �� !���������� ���7��� ��� ��#��

�� �8�� ������� !���������* � ��!��*� ����� *�!������ ��� ����

����*���� �* ��7 ��!� ��� ��*�!� ��� !����!��#�� �* ���� ����*� ���

�&

�����!������� ������* 7��� ��� *���* ��6& ���� ��6& �� ������ �� ��

��7�� ����*� *�� �� ������ !����!��#�� �* ��7�� �� �� ������ ����*� ��!���

�� ��7�� ��� �* ����� �������� �� ����

2� ��� !�� ���� ������ �� *���* �* ����� �I4�0G4�; ��

������ ��#�� �� ������ ��� **������ +��� ��� ����� �I4�0G4�; ���

������ ��#�� �� �4*����� 7��� ��*�!� ��� �� �* ��� ���� ��#�� �� ��!����

� ���*�!�� 7��� ��*�!� ��� !����!��#�� � +��� �� ����!���� ������ ��� ���

������! ������� 7���� ��� �� �� ����* �I4;G4/0 �� ������ ��� ��� ��

����* �I4�0G4�; ���������� ��� ������ ������! ����* ������ *�������

��!��� �� ��� ������ !����!��#�� ����!��� �� ����#���� *���!���� 7��!�

�� ������ ����!� �� �� ?/]� -�7�#�� ��� ��� �� ����� �I4;G4/0 �� ������

��� �� ����*� � ��7 ���������� 7���� �I4�0G4�; �� ������ � ������

����������� �* ����*�� +��� !�����#�� � �� *�� �� **������ �������

!���������* � ��� ������ *����� �� ����*�� ����� �� ��� �I4�0G4/0

������ I�#�� ��� �����#�� ��7 *����� �� **������ ������� !������ A���!�

��� ���� �� �����*� �� ��� ����� �������#��) ���� ������� 7���* ��

�8��!��* ��� � ��7�� ����*� �* ������ ������������

�/

). ������� ��� ����

).(. �� ���� � *��� � ��� ������� ���

>��8 ������� ���!� *�������� 7��� !�!����* ���� ������! !����!�

!������ *��������� +�� *����*��!� �� ��� ������� ���!� �� ������! ����* 7�

�!��* � ��� �� �� �� �* !���� ��� �!���� ���#���� �� ��� �7� ����*� ��

!�����* 7��� ����� �� ���� ��6& *���� ��� !� ������� ���E ?�(] �*

!48��4�������* ���� ?&0] �� ���� !�� ����� �� ������������ � ���7� ��

>��� = A)4A*) ��� ��8����* ���� �� ��� ���� �!���� ���#��� �* ����

��� !� ������� ���E �� ����� �� �!���� ���#���� � *��!����* �� )��� ?&�

&&] �!���� ���#��� �� ������� ���!� �� ��� !� ������� ��6& �� �������

���!��* � ��� ���������! �����!��*�!��#�� �� ��*��� ��������* �����

�* ��� ���!������ ���������� �� ��� ������ ��� ������C���� ���!��� ���

���� �* ��C� �� �����!������ ����� �� ���� ��� !� ������� ���E� *����*

������� �� ��� *��������� �� ���� ����������� �* !����!��#�� ����

������ +�� !����!��#�� �� ��� *��������* � ��� ����������� ��

����������� ����� *�� �� ��� �������� � +��� ��� �!���� �� ��� �������

���!� �� ���E�� � ��� ���������! �����!��*�!��#�� �� ��*��� ��������*

������ >�� !48��4�������* ���� �� �� ��� ���!��* � ��� ���������!

�.

�����!��*�!��#�� �� ����� �* ������� ���!� ���7� ��� ���� �!����

���#����

,�� ��6& ����*� ���7 ���#��� �������*��� ���7��� ��� �� ����

��� !� ������� ������ �* !48��4�������* ������ ����� �I4�0G4�; ���7�

������ �!���� ���#��� ��� ����� �I4;G4/0 ���������� ��� ������

����� �I4�0G4�; �� ������ ��#�� �� �������� � +��� ������ *�������!�

�� �!���� ������� �* �������� �� �����!��*�!��#�� !���* �� *�� �� ���

������ ��#��� �� �4*����� �� ����� �I4�0G4�;� I�#�� ��� ������ �!����

���#��� 7� !����*���* ����� �I4�0G4�; �� �� ���� ������� ��� ��� ���*

�� ������� ��!������

).�. ���� ����� � �� ������ �� � ����� ������ � ������ �������

6��* �� ��� ��#� *��!������ ����� �I4�0G4�; 7� !����� �� ��

��#�������* � ������!�� � ���� ������! �* �������� �����������

+������� �* ������! !����!� !������ *�������� �� !�����* � ���7� ��

>��� 9� � ��7�� ����*� ��� ��� �� ��7�� ��� ��� �� � -�7�#�� �� ������

����*� ��� !��#���� �� ����� >���������� ��� ����#��������� ����* �

*��������* ���� ������! ����������� ����� A��� ������ ����#���������

����*) �� ��!� ��7�� ��� ��� �������� ������* ������� +��� ����!� �� !���*

�;

� ��� ������ ����!���� �* ���������! !����!��#�� �� ��6& ����*�� �

������* ��� �� ��� ���#���� ���� ?/] *�� �� E��* �� P������� ��8����” ��

��6& ����*� !����!��#�� �� ��!� ������ �� �������*��� *���!���� ��� ���

����#���� ���� ���� ��� �����* ����* ��!������ 7�E ���E� 7��� �� ���E��

*�7� ��*��� �* ��� ����#���� !����!��#�� �� ���������* �� #��

������ 7 7���� ��� !����!��#�� �� �������*��� *���!���� !����� ����

���7� 7��� ����*� +��� ��� ���������! !����!��#�� ���*�!�� �������� ��

!����!� !������ *����� �* ����#��������� ����*�

6��* �� ��� *��!������ ��#� ��� *�������!� ���7��� ��� �� �* ���

!� �� �8�����* ����� � >�� ������! ����������� �����!��*�!����

!������ ���� ���� *�������� E��*� �� ����� ��!� � ���� ����� �#�� 7����

����� ��*��� ����� ���� ����������� ����� �� ���� ����� 7�����

������ +�� ��"� !����� !������������ ���� �� ����� ������ -�7�#�� �� ���

�������� ���������� �����!��*�!���� !������ ���� ��� ������� ���

������ �����!��*�!���� ���E� �� �������*��� *���!����� +�� ����!��#�

�����!��*�!���� �� �� ��!� ������ ��� ��� ����*O� ������

!����4��!����� +��� ��� �� �� ������* � ���� ����#���� �* �������*���

!����!��#�� 7���� ��� �� ��� ������* � ��� �������*��� !����!��#�� � 2�

�=

��7�� ����*� ���� ��!� �����4���� !����!����� �� ����!��#� �* ��� ��*���

������ �!�� ����� A7��!� �� ������� �� �������� ���) �#� !������������ ��

��"�� +�������� ��� !�!����* �� �� �������!��� ����� ��� ��� �� ��7

����*�� ���� ��!������ �����* ����*� ���� ��!� �����4���� !����!����� ��

���E�� *�7� �* !����!��#�� �� ����#���� *���!���� �� ������� ���������*�

+��� �� *�!����� ���� ���*� ��� ��� �* !���� �#�� ������ !� �� ���� ��

>���9� +7� ����� ������ !������������ �� ���8���� �* #����� !������

����!��� >�� ��6& ��� ������ ������C���� ���8���� �� #�� ���� ��

���� ����*� ��� ��� ?&/] ������� ���� �� !�����!��* � ��� �!� ��� ���

�-M� �� ������� ���������* �� ���� ������� >�� ������! ����������

��� ����* �7��� ��� �� ���� ��� ���� �/0 ,�F��! 7��!� ��*� �� #�����

!�������� �� ���� 0�0; LJF!� 7���� ��� �������� ��� !�������� �� � ��!�� �

LJF!�� 2� ��!��!� ���� !!����� ��� ������ �� ��� *�������!� ���7��� ��� �*

�� ?/] ������� �� �����* ��� �� ������*�

).'. ���� ������� ��� ����

+�� ������! �* �������� ���E ������� ���!� *�������� � �* ��

�����!��#�� 7��� !�!����* ���� ��� !��������*��� !����!� !������

*��������� +�� ����* *����*��!��� �� ����� �� �� ��������* �� >��� ' 7��!�

�9

���7� ��� � �� ������ �� ��7�� ����*� �* ������ �� ������ ����*� ��� ���

� ��� ���������� ��� �8���� � A � � ��) �� ��!� ������ ��� ���

��� �� ������* ���� �������� ����������� 7���� �� � ����# �!!��� � ��!�

��7�� �����* ����*� +���� *�������!�� �� �� !!��*�!� 7��� ��� *�������!��

�� !����!� !������ *�������� �* !���* � ��� ������ ��������* ��#�� 2�

��7�� ����*� �� ��!� �����!������ ����� �#� !������������ �� ��� �-M�

�* ������ �� ����� �-M� ������ �� � �* � � ����# 7��!� ������ �� ��7��

����*�� 2� ������ ����*� � *�!����� ���*� �� !!���� �� ����#����

!����!��#�� ����������� �* ������C���� ���8����� *�� �� ��� ���7 ����*

�7��� ���� +��� ��� � �� $ !��#�� �� ������� *�������* � ��� ����!�� ��

����*4*����*��� �������*��� �* ����#���� !����!��#�� �* �� ����

*����!��� �� ��� ��� ������� ��!����� ���* �

+�� ��*�!�* ���E ������� ���!� *�������� ��� K � F � � �� �* ���� K

��F ��� �� �� ������* #����� ��*�!�* ����* ! K �F����# �� >�� (� � �8��!��*

����� �!���� ���#���� �� D���� *��������� +�� ��E �� ��� �!!��� � ����

��� ��� �* ��� �� ���� � ���� ��% ���� -�7�#�� � ������* ��#� ��� ��� A!)

!��#�� �� *�������* � ��� !�����8 !����!��#�����: ��� ���� ��E ��������

�!!��� ���� ��� ���� !!��*��� �� ��74-����� [24] ��� ����� �����

�'

!���4������� ���!���� �� �� ��� ���� 2)1( hhFp −∝ �* ��� �� ����� ����!�

A���� ����*� ) !���4 ������� �� 221

)1( hhFp −∝ !!��*��� �� 7��!� �����

��E� �!!�� � ��*�!�* ����*� �� 0�// �* 0�& �����!��#�� � +��� �� ����� ���

���� ��#�� �� ����� ������� � �� ������� �� ����� ����*� �� **����� ��

����!� A���� ����*� ) �������� ��������� ��� !������������ ���� ����

����� ����� !��� ������� �* ����� ����!� !��� ������� �� ��� ���� � ∝

�&!A�4!)&H�&!���A�4!)& !��#� !� �� *�7� ��� ���� ��� *� #�� 7��� A7���

� K /�/& �* � K ��'0) >��� (� -�7�#�� 7� ���� ��� !����!��#�� ����!�� ���

��#���� �� ��� ������! ������� � ��� �� ������� �� ��� �������� �������

�� ���� ������ 7 � ��!� ���������� �E�� �� *����!��� �� �� ����

!����*��� ���� �������* �����#� ������ �� ������� !����� ���� *��������

����!���

+. ����������

2� !��!������ �������� �!�� ��� **������ !� ����!��#�� ��!����

���� Hcc2 �* ������ �* *�!���� ��� �������� ������� )( 2cHγ ��

�����!��*�!���� ��6& ����*�� 2��D���� �� �������� �* ������!

����������� �� ����* �� �� !���* � ��� !�����8 !����!��#�� �� ��6&

�(

����*�� +������� ����������� �� ��6& ����*� 7��� ������ *�����

��#��� 7��� ����* �� �� ������ ��� ������� ��!����� ���*���� 6��* �� ���

�������� ���������� ������� ���� ��#�� �� ����� ������� � �� �������

�� **����� �� ���� ����*� �������� -�7�#�� !����!��#�� ����!�� �E�

D�������#� ���!���� �� ������� ��!������ �� *����!����

��,��$�������3 +��� 7��E 7� ��������* � $����� 6��! )����!�

������ �� ���� A(9/ ������ &0���6 00�0; ) ��� 1����� 2�*����

������� ���%�!� AI��� $�� 6�&00(0;/) �* � ���� ���� ��� ������� ��

�*�!���� �� ��� ������O� )������! �� ���� A$��+40;40.=�) �* A��� ,�")

� ���� ���� ��� �,� -�� I��� $�� ��4>I0&4(;�).0(00�

&0

-����

?�] 1� $����� $� $E�7 +� ����E R� ������� 1� E������

$���� .�0 =/ A&00�), Nature 410, 63(2001).

?&] �� �� �������� �� �� �������� �� 6��� �� � ������ �* �� ��

6����������� ��������. ���. .�����./ �(/ �0/00� A&00')�

?/] �� �� ��� �� � ������ �� �%���� �� �� �������� �� ���� ��

)��*�����!� �� 1� +����! �* �� �� �������� ��������. ���. .�����./

�'/ 0.;0�' A&0�0)�

?.] 1� -��#� �� ������� �� M� ��� �* �� �� ��� ����. ��#�. 0��. 1)

/�0(4/��� A&00.)�

?;] �� �� ��� �� ������� 1� -��#� �� M� ��� �� -� ���� �� M����!� -�

N� M�� �� ������ �� +���! ����. ��#�. 0��. 1( /.�(4/.&� A&00&)�

?=] �� �� �������� �� 6��� �� )��*�����!� �� �� ����. ��#�. 0��. 12 345

0(&;09 A&00;)�

[7] Serquis A, Zhu Y T, Peterson E J, Coulter J Y, Peterson D E, and Mueller

F M, 2001 Appl. Phys. Lett.79(26) 4399-4401.

?'] �� �� �������� �� M�� �� �� �������� �� +����! - � �� � � ��.

���. '( .0= A&00&)�

&�

?(] �� � ������ �� �� �������� �� 6��� �� ���� �� 1� +����! �� �

)��*�����!� �� �� �������� ��#��� � )+2 �'04�'9 A&009)�

?�0] �� M�� +� ���� � R����� -� "!�� � �� +%�� ��#��� � '46

94�/ A&00/)�

?��] � N� ��*�� �� �� ��� �� +�E��� +� +���� R� +E�� N�

+���� -� N��� -� 2�� ��#�. -*. � 2) &�&;0( A&00�)�

?�&] � I���#�!� ��#��� � )+2/ �=04�=( A&009)�

?�/] �� �� �������� ������ ������������*��# �/ .�4.= A�((.)�

?�.] ���� ��� ,� ��!����E�# ��N� R��� 1�-� N�� �� ������� ��M�

��� �� ������� )� >��E���� �� ����� ,� -���%E �* �� 6��!

��#�. -*. 0��. 41 0(900& A&009)

[15] Serrano G, Serquis A, Dou S X, Soltanian S, Civale L, Maiorov B,

Holesinger T G, Balakirev F, and Jamie M, 2008 J. Appl. Phys. 103

023907/1-5.

[16] Matsumoto A, Kumakura H, Kitaguchi H, Senkowicz B J, Jewell M C,

Hellstrom E E, Zhu Y, Voyles P M, and Larbalestier D C, 2006 Appl.

Phys. Lett. 89 132508/1-3.

&&

[17] Matsumoto A, Kitaguchi H, and Kumakra H, 2008 Supercond. Sci Tech.

21 065007/1-6.

[18] Susner M A, Bhatia M, Sumption M D, and Collings E W, 2009 J. Appl.

Phys. 105 103916/1-7.

?�(] �� �� ��� � N� ��*�� �� +�E��� N� R�CE� �* +� +����, R�

+E�� �* N� +����, -� N��� �* -� 2��, ��#�. -*. � 21 �0.;�.

(&00/)

?&0] �� �� ��� R� �� ���� -� M# �� �� �� ���4�� ���� ����42N M��

��#��� � )26 �0�4�0; A&009)

?&�] �� �� ��� 1� ��� -� M# +� +���� ��#��� � ))4 �0.4�0' A&00=)

?&&] �� �������� �� ������ �� �* -� �� ����� ��#�. -*. 0��./ 47

A&.) &.900& A&00/)�

?&/] -� -� ��� �� M� M� �� �� ��� -� 1�� R� �� $� �� � )�� I� �� ���

�� �� ��� ��#��� � '2' �90 A&00�)

?&.] �� ��74-����� ����. � �. '7 &(/4/0; A�(9.)

&/

. � (. 8-� -�����.

� � !�����* �� ��*���* �����

Specimen

Name

‘a’ lattice

parameter (Ǻ)

‘c’ lattice

parameter (Ǻ) ∆∆∆∆a1 (Ǻ) ∆∆∆∆c1 (Ǻ)

x in

MgB2-xCx Second phases present

Mg1.1B2 3.082 3.521 -- -- -- MgO (����)

MG-10%-15 3.069 3.524 -0.012

6 0.003 0.0742 Mg2Si (●), MgO (����), SiC (�)

MG-5%-30 3.073 3.522 -0.008

9 0.001 0.0558 Mg2Si (●), MgO (����), SiC (�)

&.

����� � ������

>��� �� �4� *����!���� ������� �� ��6& ������ A) ���� ��6& A�) ��6&

����� �I4�0G4�; �* A!) ����� �I4;G4/0�

>��� &� �!����� ���!���� ��!���!�� ����� A����#���� !���� ��!�����) ��

���4��� *���* ��6& ����* �I4�0G4�; A) &0 µ� �!�� A�) �00 ��

�!���

>��� /� �'� !��#�� �� ���4��� *���* ��6& ����*� A) ����� �I4;G4/0

A�) ����� �I4�0G4�;�

>��� .� +��������� *����*��!� �� ����� !����!� ����*� ��� �*

����#��������� ����*� ���� �� ��6& ����*� �I4;G4/0 �* �I4�0G4�;�

M��� ����� �� ��� ����* *����*��!� �� ��������� 7�*�� �* ����� �����

�� ��� ���������� *����*��!� �� ��� ���� ���������

>��� ;� ��������� �� !����!� !������ *�������� �� �7� ��6& ����*� 7���

����#���� �����* ����*� A) �� ���� ������C���� � ��������

����� A�-M�) A�) ��� ���� �������� ������������

>��� =� ��������� �� ��� �!���� ���#��� �� ��� ���8 ������� ���!� �� �7�

��6& ����*� 7��� ��� �� ���� ��6& ���E ?�.] �* !48��4�������*

��6& ���� ����� ?�;]�

>��� 9� >���* *����*��!� �� �� �* ��� �� ����* �I4�0G4�; ������* ����

������C���� � �������� ����� A�-M�) �* �������� ����������

&;

�����!��#�� � *�������� ����������� 7��� ����#���� �����*

����*��

>��� '� >��8 ������� ���!� #����� *�������� !�!����* ���� >��� 9�

>��� (� $�����C�* ���8 ������� ���!� �� � �� #�� ������C�* ������!

����* ������# ���� >��� '� ����* ���� *�� ���� �* ����* ���� ��

������� !��#�� � ��74-����� ����!� !��� ������� ����� !���

������� �* 7������* !��������� �� ���� �����!��#�� �

&=

20 30 40 50 60 70 80Intensity, Arbitrary Units MgB2+0.099Mg+0.099SiC15

(001) (100) (101) (002) (110) (102) (111) (200) (201)�� �� ��(001) (100) (101) (002) (110) (102) (111) (200) (201)�� �� ��(001) (100) (101) (002) (110) (102) (111) (200) (201)�MgB2+0.15Mg+0.052SiC30

MgB2+0.099MgMg1.1B2 (a) MG-5%-30 MG-10%-15 (b) (c)

����� ( 9. 8. ��� �� �

&9

����� � 9. 8. ��� �� �

A)

A�)

&'

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

5 10 15 20 25 30 35 40

H ┴ axisI = 5 mA

100 G1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T

T (k)T (k)T (k)T (k)

MgBMgBMgBMgB2222 Strand Strand Strand Strand

Mg-5%-30Mg-5%-30Mg-5%-30Mg-5%-30

(a)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

5 10 15 20 25 30 35 40

MgBMgBMgBMgB2222 Strand Strand Strand Strand

Mg-10%-15Mg-10%-15Mg-10%-15Mg-10%-15

100 G1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T

T (K)T (K)T (K)T (K)

H ┴ axisI = 5 mA

(b)

����� ' 9. 8. ��� �� �

&(

0

5

10

15

5 10 15 20 25 30 35 40

MgBMgBMgBMgB2222

strandsstrandsstrandsstrands

Mg-5%-30 Hc2

Mg-5%-30 Hirr

Mg-10%-15 Hc2

Mg-10%-15 Hirr

Temperature (K)Temperature (K)Temperature (K)Temperature (K)

T/TT/TT/TT/Tcccc

Field (T)Field (T)Field (T)Field (T)

0.80.80.80.8

1111

1.21.21.21.2

1.41.41.41.4

1.61.61.61.6

0.40.40.40.4 0.50.50.50.5 0.60.60.60.6 0.70.70.70.7 0.80.80.80.8 0.90.90.90.9

MgBMgBMgBMgB2222 Strands Strands Strands Strands

Mg-5%-30

Mg-10%-15

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15

MgBMgBMgBMgB2222 Strands Strands Strands Strands

Mg-10%-15

Mg-5%-30

����� ) 9. 8. ��� �� �

/0

102

103

104

105

106

107

0 2 4 6 8 10 12 14 16

MgBMgBMgBMgB2222 Strands Strands Strands Strands

B (T)B (T)B (T)B (T)

Dots: Mg-5%-30Dots: Mg-5%-30Dots: Mg-5%-30Dots: Mg-5%-30Lines: Mg-10%-15Lines: Mg-10%-15Lines: Mg-10%-15Lines: Mg-10%-15

H ┴ axisH ┴ axisH ┴ axisH ┴ axis

(a)

4.24.24.24.21010101020202020 151515152525252530303030

101010102222

101010103333

101010104444

101010105555

101010106666

0000 2222 4444 6666 8888 10101010 12121212 14141414 16161616

MgBMgBMgBMgB2222 Strands Strands Strands Strands

B (T)B (T)B (T)B (T)

solid lines: Mg-5%-30solid lines: Mg-5%-30solid lines: Mg-5%-30solid lines: Mg-5%-30dashed lines:Mg-10%-15dashed lines:Mg-10%-15dashed lines:Mg-10%-15dashed lines:Mg-10%-15

(b)

H ┴ axisH ┴ axisH ┴ axisH ┴ axis

4.24.24.24.2

10101010

2020202025252525 15151515

����� + 9. 8. ��� �� �

/�

Dots: H ┴ axisDots: H ┴ axisDots: H ┴ axisDots: H ┴ axis

Lines: H//axisLines: H//axisLines: H//axisLines: H//axis

(a)(a)(a)(a)

MgB2 Strand

Mg-5%-30

Dots: H ┴ axis

Lines: H//axis

(b)(b)(b)(b)

MgB2 Strand

Mg-10%-15

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4

H/HH/HH/HH/Hpeakpeakpeakpeak

5 K 5 K 5 K 5 K10 K10 K10 K10 K15 K15 K15 K15 K20 K20 K20 K20 K25 K25 K25 K25 K27.5 K27.5 K27.5 K27.5 K30 K30 K30 K30 K32.5 K32.5 K32.5 K32.5 K35 K35 K35 K35 K

(c)(c)(c)(c)MgB

2 Bulk

0 1 2 3 4 5

10 K10 K10 K10 K15 K15 K15 K15 K20 K20 K20 K20 K25 k25 k25 k25 k

30 K30 K30 K30 K

(d)(d)(d)(d)MgB

2 Film

H//c

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

10 K10 K10 K10 K15 K15 K15 K15 K20 K20 K20 K20 K25 K25 K25 K25 K10 K10 K10 K10 K15 K15 K15 K15 K20 K20 K20 K20 K25 K25 K25 K25 K

10 K10 K10 K10 K15 K15 K15 K15 K20 K20 K20 K20 K25 K25 K25 K25 K10 K10 K10 K10 K15 K15 K15 K15 K20 K20 K20 K20 K25 K25 K25 K25 K

5 K

10 K

35 K

����� 2 9. 8. ��� �� �

/&

102

103

104

105

106

0 2 4 6 8 10 12 14 16

MgBMgBMgBMgB2222 strand Mg-10%-15 strand Mg-10%-15 strand Mg-10%-15 strand Mg-10%-15

B (T)B (T)B (T)B (T)

dots and lines: Jdots and lines: Jdots and lines: Jdots and lines: Jctctctct

dots: Jdots: Jdots: Jdots: Jcmcmcmcm

4.24.24.24.2

4.24.24.24.210101010

10101010

15151515

1515151520202020

20202020

25252525

25252525

����� 6 9. 8. ��� �� �

//

0000

2222

4444

6666

8888

10101010

0000 2222 4444 6666 8888 10101010 12121212 14141414 16161616

MgBMgBMgBMgB2222 strand Mg-10%-15 strand Mg-10%-15 strand Mg-10%-15 strand Mg-10%-15

4.2 K10 K15 K20 K25 K4.2 K10 K15 K20 K25 K

B (T)B (T)B (T)B (T)

H ┴ axisH ┴ axisH ┴ axisH ┴ axis

dots and line: transportdots and line: transportdots and line: transportdots and line: transportdots: magneticdots: magneticdots: magneticdots: magnetic

����� 1 9. 8. ��� �� �

/.

0000

0.20.20.20.2

0.40.40.40.4

0.60.60.60.6

0.80.80.80.8

1111

0000 1111 2222 3333 4444 5555

MgBMgBMgBMgB2222 strand strand strand strand

10 K15 K20 K25 K10 K12.5 K15 K17.5 K20 K22.5 K25 Kpointsurfacecombined

H/HH/HH/HH/Hpeakpeakpeakpeak

MagneticMagneticMagneticMagnetic

TransportTransportTransportTransport

open dots:magneticopen dots:magneticopen dots:magneticopen dots:magneticsolid dots:transportsolid dots:transportsolid dots:transportsolid dots:transport

H ┴ axisH ┴ axisH ┴ axisH ┴ axis

Mg-10%-15Mg-10%-15Mg-10%-15Mg-10%-15

����� 4 9. 8. ��� �� �