Формирование наноструктуры материалов на основе диборида магния с высокими значениями сверхпроводящих характеристик - Прихна, Т.А.; Шаповалов, А.П.; Гречнев, Г.Е.; Бутько, В.Г.; Гусев, А.А.; Козырев, А.В.; Белоголовский, М.А.; Мощиль, В.Е.; Свердун, В.Б. (ФІЗИКА НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР, 2016)
Представлен анализ сверхпроводящих свойств массивных материалов на основе диборида магния, полученных путем нагрева при высоких квазигидростатических давлениях (1–2 ГПа) методами горячего прессования (30 МПа), электроспекания под давлением (16–96 МПа) и свободного спекания. Показано, что оптимизация распределения примесей в MgB2 достигается путем варьирования условий синтеза и введением легирующих добавок. В частности, в синтезированных при 2 ГПа поликристаллических MgB2 материалах с большим количеством примесного кислорода получены высокие плотности критического тока (106 и 103A/cм2 в магнитных полях 1 и 8,5 Tл при температуре 20 К). Установлено, что примесныйкислород в основном локализован в гомогенно распределенных в матрице нанослоях или нановключениях, которые являются центрами пиннинга, причем сама MgB2 матрица также содержит небольшое количество растворенного кислорода. Примесный или специально добавленный углерод, входя в структуру диборида магния, приводит к росту критических магнитных полей до значений Bc2(22 К) = 15 Tл и Birr(18,5 К) = 15 Tл. Приведены результаты первопринципных расчетов электронной структуры и стабильности соединений на основе диборида магния при условии частичного замещения бора кислородом или углеродом, на основе которых показано, что углероду выгоднее распределяться в структуре MgB2 гомогенно, а атомам кислорода выгоднее замещать бор попарно в ближайших позициях или формировать зигзагообразные цепочки.