化学掺杂 MgB$_{2}$ 中超导与常态性质的系统性研究

测量了化学掺杂 MgB$_{2}$ 样品中超导临界温度 $T_{C}$、残余电阻率 $\rho_{0}$ 以及高温电阻率曲线斜率 d$\rho$/dT。掺杂方式包括在 Mg 取代位上掺入 Li 或 Cu，或在 Mg 取代位和 B 取代位上同时掺入 Li、Cu 及 C。采用直流电阻率和交流磁化率测量获取上述参数。$T_{C}$ 随电子数（由简单化学价计数估算）而变化，表现出普遍行为：当电子数不足以超过 MgB$_{2}$ 时，$T_{C}$ 保持不变；而当电子数增大时，$T_{C}$ 迅速下降。常态电阻率温度依赖性拟合 Bloch-Gruneisen 公式，可得玻璃温度 $\theta_{D}$ 和 $\rho_{0}$。$\theta_{D}$ 随 $T_{C}$ 的变化无系统性规律，而 $\rho_{0}$ 与 $T_{C}$ 呈系统性变化，取决于化学掺杂的类型。该依赖性反映了化学掺杂影响内带/间带散射性质的特征。d$\rho$/dT 随 C 掺杂而增大，但随 Li 和 Cu 掺杂而减小，表明 C 掺杂导致导电主要由 $\sigma$ 带负责，而在 Li/Cu 掺杂样品中，$\pi$ 带主导导电。