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2001¸   { 9 ‘ : r_  Akimitsu ƒ  ½ ¨z  ´\  _ K  µ 1 Ï|  ) a s  Ô  æ ™ è  Õ ªW 1¸ o u MgB

“ É r ç ß –é ß –ô  Ç ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨› ¸– Ð 40 K



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Õ ªW 1¸ o u_  # Œ Q Ó ü t o & h  $ í | 9 \  @ / # Œ Ÿ í† ½ Ó/ B N @ / œ í„  • ¸ ƒ  ½ ¨é ß –_  ƒ  ½ ¨   õ \  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð ™ è> h “ ¦



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PACS numbers: 74.70.Ad, 74.78.Bz, 74.25.Sv, 74.25.Fy Keywords: œ í„  • ¸, s Ô  æ ™ è  Õ ªW 1¸ o u, ~ à Ì} Œ •, e ” > „  À Ó, à º5 Å x: £ ¤$ í

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K5 Å qç ß –  o½ + ËÓ ü t“   s  Ô  æ ™ è  Õ ªW 1¸ o u(MgB 2 )“ É r 1950¸  @ /

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 s  Ó ü t| 9 _  œ í„  • ¸$ í “ É r 2001¸  \  ü <" f  { 9 ‘ : r _  Akimitsu\  _ K  µ 1 Ï| ÷ &% 3   [1]. MgB 2   H s  Ô  æ ™ è  o

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ËÓ ü t ×  æ \ " f• ¸ 40 K s    H  © œ Z  }“ É r „  s  “ : r • ¸\  ¦ ° ú   H

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í„  • ¸^ ‰s   [2]. MgB 2 “ É r AlB 2 + þ AI _  é ß –í  Hô  Ç ¹ ¢ ¤~ ½ Ó  & ñ

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¨› ¸\  ¦ ° ú “ ¦ e ” Ü ¼ 9 / B Nç ß – ç  H(space group) P6/mmm \  5 Å q ô 

Ç . Fig. 1\ " f ˜ Ð# Œt   H  ü < ° ú  s  MgB ² “ É r Õ ªA  s  à

Ô + þ AI _  Ô  æ ™ è 8 £ x õ  ¹ ¢ ¤~ ½ Óx 9 | 9 ½ ¨› ¸+ þ A(hexagonal close- packed structure)  Õ ªW 1¸ o u 8 £ x Ü ¼– Ð s À Ò# Q4 R e ” Ü ¼ 9   



  © œÃ º  H a = 0.3084 nm and c = 0.3522 nm s   [3].

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Ó ü t| 9 _  œ í„  • ¸$ í s  · ú ˜ 9”   s A – Ð œ í„  • ¸ B j& m 7 £ §

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 ¦ µ 1 ßy l  0 A # Œ ´ ú §“ É r ƒ  ½ ¨ ”  ' Ÿ ÷ &# Q M ® o  . Bud’ko [4] ü < Hinks [5]  H Ô  æ ™ èü <  Õ ªW 1¸ o u 1 l x0 A" é ¶ ™ è ´ òõ  z  ´+ « >

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¼– Ð MgB ²  BCSs  : r`  ¦    Ÿ í 7 H`  ¦ B > h– Ð(phonon mediated electron coupling) # Œ œ í„  • ¸$ í s 
 z Œ ™`  ¦

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Ð% i  . Õ ª Q
 MgB ² _  „  s  “ : r • ¸  H BCS s  : r s  ] jî ß – ô 

Ç ô  Ç> u  ∼30 K˜ Ð   s `›   Z  }€ Œ ¤ .   " f MgB ² _  œ í

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E-mail: [email protected]

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j  H_  Å Ò ' V , a A‰ & ³p  â (Scanning Tunneling Mi- croscopy, STM [9] `  ¦ Ÿ í† < Ê # Œ & h -] X ½ + Ë ì  rF  g† < Æ(point- contact spectroscopy) [10, 11], q \ P  8 £ ¤& ñ [12, 13], Õ ªo 

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¦  ë ß – ì  rF  g† < Æ(Raman spectroscopy) z  ´+ « > [14]   õ [ þ t“ É r MgB 2 \  ¿ º > h_    É r œ í„  • ¸ ç ß –  s  ” > r F ô  Ç   H  z  ´`  ¦

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Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . MgB 2 \ " f ¿ º > h_  œ í„  • ¸ ç ß –  s  ” > r F ô  Ç



  H  z  ´“ É r MgB 2 _  „    ½ ¨› ¸ > í ß –   õ  [15–17]ü < „  

Fig. 1. Crystal structure of MgB 2 . (Ref. 1)

-454-

Fig. 2. Electronic structure of MgB ₂ (Ref. 20). The cylinders come from the 2D σ bands (bonding p _x,y or- bitals) and the tubular networks in the center from the 3D π bands. (bonding and antibonding p _z orbitals)



-Ÿ í 7 H  © œ  ñ Œ •6   x(electron-phonon interaction) Ü ¼– Ð “   K

  l  ÷ &  H 4 Ÿ ¤¸ ú šô  Ç ` …Ø Ôp  €  (Fermi surface)\  ¦ ˜ Ѐ  

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ú ˜ à º e ” % 3   [18–21]. Fig. 2  H MgB 2 _  „    ½ ¨› ¸\  @ / ô 

Ç Õ ªa Ë >s  . Fig. 2\  ¦ ¶ ú ˜( R ˜ Ѐ   MgB ₂ _  ` …Ø Ôp  €  “ É r ¿ º Â

Òì  r Ü ¼– Ð s À Ò# Q4 R e ”  . 
  H Ô  æ ™ è_  p x ü < p y C • ¸_  σ ì ø Í@ /  ½ + Ë(antibonding)  © œI – РÒ'  { 9 # Q
  H 2 " é ¶ " é ¶ :

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x+ þ A €  (2D cylindrical sheet)[ þ t õ  ¢ ¸   É r 
  H Ô  æ ™ è_  p _z C • ¸_  π   ½ + Ë(bonding)õ  ì ø Í@ /  ½ + Ë(antibonding)Ü ¼

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РÒ'  Ò q tl   H 3 " é ¶ È ÓÚ Ô + þ A Õ ªÓ ü t\ O > h(3D tubular net- work)[ þ t s  . „   ½ ¨› ¸\  ¦ > í ß –K ˜ Ѐ   MgB ₂ \   H ¿ º > h _    É r œ í„  • ¸ ç ß –  s  ” > r F   9 ˜ Ð   Œ •“ É r ç ß –  “ É r 3 

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¸ _ ” > r$ í `  ¦ ° ú   H f . Ë  © œÃ º(Hall coefficient) 8 £ ¤& ñ   õ \ 

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f• ¸ ¸ ú ˜
 è ß –  [22–26]. MgB 2    & ñ r « Ñü < ~ à Ì} Œ • r 

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Ñ\  @ /ô  Ç f . Ë  © œÃ º(Hall coefficient) 8 £ ¤& ñ   õ   H MgB 2 _ 

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  î  rì ø Í  € ª œ/ B N(hole)e ” `  ¦
 ? / 9 s   H ½ ¨o í ß – o Ó

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 rì ø Í  x 9 • ¸  H T = 100 K \ " f €  • 1.5 × 10 ²³ /cm ³ s 



. s   H Nb 3 Sn s 
 þ j& h Ü ¼– Ð u  ¨ 8 Š (optimally doping) ) a YBa ₂ Cu ₃ O _y _  „    î  rì ø Í  x 9 • ¸ ˜ Ð   H ° ú כs  . ¢ ¸ô  Ç,



  & ñ ~ à Ì} Œ •_   â Ä º [23] f . Ë  © œÃ º(Hall coefficient) R ^H _  Â

Ò  ñ + ' † ‡ (sign reversal)s 
 
  H ì ø ̀  \  c−» ¡ ¤ Ü ¼– Ð

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˜ & ñ § > = ) a ~ à Ì} Œ •\ " f  H
 
t  · ú §€ Œ ¤ .

MgB ₂   H q 1 p x~ ½ Ó$ í `  ¦ t   H œ í„  • ¸^ ‰s  .  © œô  Ç e ” > 



l  © œ(upper critical field)_  q 1 p x~ ½ Ó$ í q Ö  ¦(anisotropy ratio)_   â Ä º é ß –  & ñ _   â Ä º [93]\   H γ = H _c2 ^ab /H _c2 ^c '2.6

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ñ • ¸“  X < ì ø ÍK  & ñ § > = ) a    & ñ r « Ñü < c−» ¡ ¤ & ñ § > = ) a ~ à Ì} Œ • _

  â Ä º €  • 1.73 [28], 1.25 [29], Õ ªo “ ¦ 1.8 - 2.0 [30] ° ú כ`  ¦

° ú

  H  .   ´ ú 6 £ § U  ´s (coherence length)_  q 1 p x~ ½ Ó$ í `  ¦ q 

Fig. 3. Temperature dependence of the critical current density of a 3D polycrystalline MgB 2 in the magnetic field. The values for J _c > 10 ³ A/cm ² were estimated from the hysteresis in the magnetization using Bean criti- cal model while those for J c < 10 ³ A/cm ² were estimated from transport data using a 1 µV/mm criterion. (Ref.

32)

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8 £ ¤& ñ [13]õ   © œô  Ç e ” >   l  © œ 8 £ ¤& ñ \ " f 8 £ ¤& ñ `  ¦ m 

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MgB 2 _  œ í„  • ¸$ í _  µ 1 Ï| “ É r 0 Aü < ° ú  “ É r D h– Ðî  r l œ í& h 

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  Ó ü t o ‰ & ³ © œ ÷  rë ß –  m   e ” >  à º5 Å x „  À Ó, e ” >   l  © œ, Õ

ªo “ ¦ „    î  rì ø Í  x 9 • ¸ Z  } l  M :ë  H \  6 £ x6   x õ † < Æ ì  r  

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" f• ¸ Z  }“ É r › ' a d ” `  ¦ s = å J # Q Í Ç x .

Larbalestier \  _  # Œ z Œ —· ú ˜ Ñ ü t Y U(grain boundary)

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í„  • ¸ e ” >  „  À Ó x 9 • ¸\  ¦ y Œ ™™ èr v   H ½ ¨o  í ß – oÓ ü t > 

œ

í„  • ¸^ ‰\  q  # Œ MgB ²    & ñ r « Ñ\ " f  H s  Qô  Ç ë  H ]

j& h s  \ O    H  z  ´s  µ 1 ß) €& ’   [31]. s  Qô  Ç  z  ´“ É r Ã

º5 Å x(transport)z  ´+ « >\ " f f ” ] X  8 £ ¤& ñ ô  Ç e ” >  „  À Óü <  l 



o(magnetization) 8 £ ¤& ñ \ " f_  e ” >  „  À Ó { 9 u    H    õ

\ " f• ¸ · ú ˜ à º e ” % 3  (Fig. 15 [32]). ¢ ¸ô  Ç,  ’  s  ë ß –[ þ t

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Q · p  l  © œ(self field) \ " f é # Qo  MgB ² _  e ” >  „  À Ó x 9

• ¸  H 10 ⁶ A/cm ² s  9 [33], T = 20 K, H = 1 T{ 9  M :  H 5 × 10 ⁴ A/cm ² s  . Õ ªo “ ¦    & ñ r « Ñ\ " f  © œô  Ç e ” > 



l  © œ ° ú כs  €  • 16 - 18 T\  s Ø Ô“ ¦ c-» ¡ ¤ Ü ¼– Ð & ñ § > = ) a ~ à Ì} Œ • r

« Ñ_   â Ä º e ” > „  À Ó x 9 • ¸ Á º 9 4 × 10 ⁷ A/cm ² [55],



© œô  Ç e ” >   l  © œs  ∼30 T [29]\  s Ø Ôl \  z  ´6   x& h “  

„ 

  © œu \  ¦ ë ß –× ¼  H X < B Ä º Ä »o    [31, 33–36]. % ƒ6 £ § s

 Ó ü t| 9 _  z  ´6   x o_  0 p x$ í `  ¦ ] jr   H „  ‚  \  _ K " f% i   [37]. Canfield  H Ô  æ ™ è € 9  F ' pà Ô\   Õ ªW 1¸ o u`  ¦ S X ‰í ß – r & 

~ 1

>  MgB 2 „  ‚  `  ¦ ] j› ¸ ½ + É Ã º e ” % 3  . s  „  ‚  “ É r T = 5 K \ " f e ” >  „  À Ó x 9 • ¸ €  • 10 ⁵ A/cm ² % i  . s  Ó ü t| 9 _ 

„ 

‚   o ” ¸§ 4 “ É r s  ~ ½ ÓZ O  ü @\ • ¸ # Œ Q t – Ð r • ¸ ÷ &% 3  .

 © œ ´ ú §s   6   x ) a ~ ½ ÓZ O “ É r È ÓÚ Ô î ß –_  ì  r´ ú ˜ Z O (powder-in-

tube) Ü ¼– Ð F K5 Å q › ' a î ß –\  ì  r´ ú ˜ + þ AI _  MgB ₂ \  ¦ G 0 > V , “ ¦

o

‘ : r + þ AI – Ð ¾ º É r  6 £ § ™ è  õ & ñ `  ¦  u   H  כ s  . F K5 Å q

› '

a Ü ¼– Ð # Œ Q F K5 Å q[ þ t s (Fe, Ag, Ta/Cu, Ta(Nb)/Cu/steel)



6   x ÷ &# Q& ’   [38–42]. @ / Òì  r_   â Ä º ™ è   “ : r • ¸  H 900

∼ 1000 ^o C   H % ƒ s  9 s    õ & ñ `  ¦  5 g ë ß –[ þ t # Q”   „  ‚  “ É r H = 0 T \ " f 10 ⁵ A/cm ² & ñ • ¸_  e ” >  „  À Ó x 9 • ¸\  ¦ ° ú “ ¦ e ”

% 3  . : £ ¤ y  MgB 2 -Ta„  ‚  _   â Ä º  © œô  Ç e ” >   l  © œ_ 

°

ú כs  Ti-Nb ³ Sn „  ‚  _  ì ø Í & ñ • ¸“   15 T(T = 0K)\  ¦ ˜ Ð% i 



 [40,43]. „  ‚   ] j› ¸ ü @\ • ¸ ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð  € ª œô  Ç F K5 Å q

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 ¦  6   x # Œ _ …s á Ô] j› ¸ r • ¸÷ &% 3  .  © œ €  $  ˜ Г ¦

 )

a  כ s  Nb`  ¦  6   x # Œ  Ø ÔŒ 4 H(Ar) Û ¼ ì  r0 Al , 900 ^o C

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" f ™ è  õ & ñ `  ¦  • 2 ; MgB ₂ _ …s á Ô(tape)% i   [44]. s  ü

@\ • ¸   É r F K5 Å q(Ag, Cu, Õ ªo “ ¦ Ni)`  ¦  6   x # Œ ™ è   õ

& ñ `  ¦  u t  · ú §“ ¦ é ß –t  “drawing” õ  “rolling”  Œ •\ O  ë

ß –`  ¦  5 g _ …s á Ô\  ¦ ë ß –[ þ t “ ¦    H ” ¸§ 4 s  r • ¸÷ &# Q M ® o



 [45]. _ …s á Ô
 „  ‚  õ  ° ú  s   H Û ¼H { 9 _  œ í„  • ¸ 6 £ x 6

x ì  r   ü @\ • ¸ œ í„  • ¸ € ª œ  ç ß –[ O   © œu (SQUID)
 œ íé ß – 

(microwave)  r– Ð ° ú  “ É r œ í„  • ¸ „     r– Ð ~ 1 >  ë ß –[ þ t

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Q | 9   כ s  l @ / ÷ &% 3  . MgB ² „     r– Ð ½ ¨$ í `  ¦ 0 AK 

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Ð € ª œ| 9 _  ~ à Ì} Œ •`  ¦ ë ß –[ þ t l  0 AK " f  € ª œô  Ç ” ¸§ 4 `  ¦ r • ¸ 

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Ç r • ¸ü < Õ ª ~ à Ì} Œ •`  ¦ s 6   x # Œ 8 £ ¤& ñ ô  Ç  € ª œô  Ç Ó ü t o & h  ‰ & ³



© œ[ þ t`  ¦ ™ è> h # Œ MgB ² \  @ /ô  Ç s K \  ¦ [  v “ ¦  ô  Ç .

II. MgB ₂ U c lT c l < g º U ê s0 n É

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Ì} Œ •`  ¦ ] j› ¸   H X < e ” # Q" f ×  æ כ ¹ô  Ç  כ “ É r " é ¶   H Ó ü t| 9  _

  © œ • ¸³ ð(phase diagram)\  ¦ ¸ ú ˜ · ú ˜   ô  Ç   H  כ s  .

Fig. 4  H Liu1 p x s  > í ß –ô  Ç (a)1 atm, (b)1 Torr, Õ ªo “ ¦ (c)1 mtorr \ " f_  MgB 2 _  s " é ¶  © œ • ¸³ ð(binary phase diagram) s   [46]. Fig. 4\  ¦ ˜ Ѐ   Mg-B > (system)\ 



 H MgB 2 , MgB 4 , Õ ªo “ ¦ MgB ⁷ s  [ j t  F K5 Å qç ß –  o

½ +

ËÓ ü t õ  Û ¼, Ó  o^ ‰, Õ ªo “ ¦ “ ¦^ ‰  © œI _   Õ ªW 1¸ o u, “ ¦^ ‰



© œI _  Ô  æ ™ è ” > r F ô  Ç . MgB 2   H ¿ º t  " é ¶ ™ è– Ð s À Ò

#

Q”   é ß –í  Hô  Ç ½ ¨› ¸\  ¦ t “ ¦ e ” t ë ß – Ô  æ ™ è_  Z  }“ É r 0 l q  H

&

h (2092 ^o C),  Õ ªW 1¸ o u_  Z  }“ É r 6 fµ 1 Ï$ í Õ ªo “ ¦ MgB ² _  ± ú 

“ É

r ì  r K (decomposition) “ : r • ¸650 ^◦ C  H MgB 2 \  ¦ # Q‹ "  + þ A I

– Ў  H / B N   H  כ s  # Q 9Ö  ¦  כ s    H    f ”  Œ • >  ô  Ç



. ¢ ¸ô  Ç, MgB ₂ ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j› ¸   H X < e ” # Q" f ¿ º t  ë  H ]

j& h s  e ”  . Õ ª ' Í   P :– Ѝ  H  Õ ªW 1¸ o u s  ~ 1 >  í ß –™ èü <

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ø Í6 £ x`  ¦ # Œ MgO  ) a    H & h s “ ¦ ¿ º   P :– Ѝ  H ~ à Ì} Œ • s

 + þ A$ í ÷ &  H 1 l xî ß – Z  }“ É r  Õ ªW 1¸ o u 7 £ x l · ú šs  Ä »t ÷ &# Q  ô 

Ç   H & h s  . ' Í   P : ë  H ] j& h , MgO+ þ A$ í ë  H ] j  H “ ¦”  

Fig. 4. Schematic representation of the MgB ₂ binary phase diagram. (Ref. 46)

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 à º™ è\  ¦ f  Ë  9Å Ò# Q 6   x l

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 ¿ º   P : ë  H ] j& h “ É r 7 á §  8 4 Ÿ ¤¸ ú š  9 K

   ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ѝ  H ¿ º t  e ”  . 
  H Z  }“ É r “ : r • ¸\ 

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f 6   x l (container)î ß –\  Z  }“ É r  Õ ªW 1¸ o u 7 £ x l  · ú š`  ¦ Ä »t 

 9 ~ à Ì} Œ •`  ¦ ë ß –× ¼  H  כ s  . s    ] X   H ~ ½ Ód ” `  ¦ “two-step growth” ~ ½ ÓZ O s  “ ¦ ô  Ç . s  ~ ½ ÓZ O “ É r ' Í   P : é ß –> – Ð q 

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_  ~ ½ ÓZ O “ É r

“in-situ growth” ~ ½ ÓZ O s  . ¿ º ~ ½ ÓZ O “ É r y Œ •y Œ •
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º e ”   H ì ø ̀  , ° ¹! s s’  H ] X ½ + Ë(Josephson junction)s 
  

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 æ 8 £ x(multilayer)`  ¦ ½ ¨‰ & ³ l  # Q§ >  . ì ø ̀  \  “in-situ

growth” ~ ½ ÓZ O “ É r a % ~“ É r   & ñ ½ ¨› ¸\  ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ •`  ¦ ë ß –[ þ t l   H

Fig. 5. XRD patterns of MgB 2 films prepared by two- step growth on SrTiO 3 (A) and Al 2 O 3 -R (B) substrates.

(Ref. 47)

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Q 90 >• ¸  ×  æ 8 £ x`  ¦ ë ß –[ þ t à º e ”    H  © œ& h `  ¦ t “ ¦ e ”  .

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• ¸2 Ÿ ¤  ’ x .

1. Two-step growth

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$  “Two-step growth” ~ ½ ÓZ O \  @ /K   [ jy  ¶ ú ˜( R˜ Ð l

– Ð  ’ x  [47–51]. Ä º‚   í  H • ¸ Z  }“ É r Ô  æ ™ è precursor\  ¦



6   x # Œ l ó ø Í\  7 £ x‚ à Ì`  ¦ ô  Ç . ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x‚ Ã Ì ~ ½ ÓZ O “ É r ß ¼>  PVD(Physical Vapor Deposition) ü < CVD(Chemical Va- por Deposition) – Ð
* '# Q ”   . “two-step” ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x

# Œ MgB 2 ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x‚ Ã Ì   H  â Ä º Û ¼\  ¦  6   x t  · ú §“ ¦ Z

 }“ É r ”  / B N  © œI \  ¦ Ä »t  l  M :ë  H \  ŠҖ Ð PVD ~ ½ ÓZ O `  ¦   6

xô  Ç . PVD ~ ½ ÓZ O \   H PLD(Pulsed Laser Deposition), sputtering, Õ ªo “ ¦ E-beam ¢ ¸  H thermal evaporation s  e ”

 . s    # Œ Q ~ ½ ÓZ O [ þ t`  ¦  6   x # Œ Ô  æ ™ è ~ à Ì} Œ •`  ¦ ë ß –Ž  H  .

Õ

ª    6 £ § 7 £ x‚ à ̝ ) a Ô  æ ™ è ~ à Ì} Œ •`  ¦  Õ ªW 1¸ o u é # Qo ü < † < Êa  Ar Û ¼ ì  r0 Al 
 ”  / B N © œI \ " f Nb<  ʓ É r Ta › ' a î ß –\  V , 

“

¦ 4 Ÿ xô  Ç . Ô  æ ™ è ~ à Ì} Œ •õ   Õ ªW 1¸ o u`  ¦ V , “ É r Nb <  ʓ É r Ta › ' a

`

 ¦ $ 3 % ò › ' a \  V , “ ¦ ”  / B N`  ¦ i ( v   4 Ÿ xô  Ç  6 £ § 600 ∼ 900 ^◦ C

\

" f 10 ∼ 60ì  rç ß – \ P % ƒo \  ¦ ô  Ç . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð Nb <  ʓ É r Ta › ' a“ É r \ P % ƒo  õ & ñ 1 l xî ß – Z  }“ É r  Õ ªW 1¸ o u 7 £ x l · ú š`  ¦ Ä »t  r

& ×  ¦ ÷  rë ß –  m    Õ ªW 1¸ o u s  í ß –™ èü <   ½ + Ë # Œ ~ à Ì} Œ •

³

ð€  \  í ß – o  Õ ªW 1¸ o u(MgO)`  ¦ + þ A$ í r v   H  כ `  ¦ } Œ • ï  r



. s    õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K " f ë ß –[ þ t # Q”   ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa   H 400 ∼ 500 nm & ñ • ¸s  . 600 ^◦ C s  © œ\ " f  H ~ à Ì} Œ •õ  l ó ø Í  s 

Fig. 6. Resistivity vs temperature in H = 0 and 5 T of an MgB 2 film prepared by two-step growth on R-Al 2 O 3

substrates. The lower inset is an enlarged view near Tc.

The upper inset is a schematic diagram of the Hall effect.

(Ref. 47)

\

" f ì ø Í6 £ x`  ¦ { 9 Ü ¼v Ù ¼– Ð s  ¿ ºa  s  © œ`  ¦ Ä »t  €   a % ~“ É r

$ í

| 9 _  ~ à Ì} Œ •s  ë ß –[ þ t # Q”    [52].

s

   ~ ½ ÓZ O “ É r a % ~“ É r $ í | 9 _  Tl- <  ʓ É r Hg-based í ß – o½ ¨o 

>

 œ í„  • ¸ ~ à Ì} Œ •`  ¦ ë ß –× ¼  H ~ ½ ÓZ O õ  Ä »   . Table 1“ É r  

€

ª œô  Ç “two-step” ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ ë ß –[ þ t # Q”   MgB ₂ ~ à Ì} Œ • _

 7 £ x‚ Ã Ì › ¸| õ  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í `  ¦
  · p  כ s  . Fig. 5ü <

Fig. 6“ É r “two step” ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ % 3 # Q”     õ  ×  æ 



© œ a % ~“ É r $ í | 9 `  ¦ ° ú   H ~ à Ì} Œ •_  " l oÛ ¼ ‚    r] X    õ ü < $ † ½ Ó 8

£

¤& ñ   õ \  ¦ ˜ Ð# Œ ï  r   [47]. s [ þ t s  µ 1 ϳ ðô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r c-» ¡ ¤ Ü

¼– Ð ¸ ú ˜ & ñ § > = ÷ &# Qe ” Ü ¼ 9 $ † ½ Ó ° ú כs  0s  ÷ &  H œ í„  • ¸ „   s

 “ : r • ¸  H é # Qo (bulk) T ^c ü <  _  q 5 p wô  Ç 39 K s  . ¢ ¸ ô 

Ç, ï ß –À Ó q  $ † ½ Ó q Ö  ¦(residual resistivity ratio,RRR)“ É r é

ß –  & ñ \ " f ˜ Г ¦  ) a 5 ∼ 6 [53, 54]˜ Ð   H › ¸F K  Œ •“ É r ∼ 3& ñ • ¸ % i  . ¢ ¸ô  Ç, ° ú  “ É r ƒ  ½ ¨”  \ " f µ 1 ϳ ðô  Ç ~ à Ì} Œ •_  e ” > 

„ 

À Ó x 9 • ¸  H T = 5 K, H = 0 T \ " f 40 MA/cm ² Õ ª o

“ ¦ T = 15 K, H = 5 T\ " f ∼ 0.1 MA/cm ² \  ¦ l 2 Ÿ ¤

% i   [55]. s   H Eom s 
 Moons  µ 1 ϳ ðô  Ç ° ú כ˜ Ð  ß ¼



 [48,50]. Õ ªo “ ¦ Kang[ þ t s  µ 1 ϳ ðô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r T = 4.2 K, 7.18 GHz \ " f 19.5 µΩs    H ± ú “ É r ³ ð€   $ † ½ Ó ° ú כ`  ¦ ° ú   H



 [56]. s X O >  e ” > „  À Óx 9 • ¸ Z  } “ ¦ ³ ð€   $ † ½ Ó ° ú כs  ± ú 



 z  ´| 9 & h “   6 £ x6   x s  B Ä º ~ 1  . Y > Y >  ƒ  ½ ¨”  \ " f  H Ô  æ ™ è

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ Á ú ¢“ É r + ' 6   x l (chamber) µ 1 Ú_  „  l – Ð \ " f \ P  % ƒ o

\  ¦   H @ /’  (ex −situ) Ô  æ ™ è ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x‚ à Ìô  Ç 6   x l  ? /\ 

"

f \ P % ƒo \  ¦ r • ¸ % i   [51,57–64]. Õ ª Q
 s  Qô  Ç ~ ½ ÓZ O  [

þ

t“ É r ”  / B N 6   x l  î ß –\ " f ] jô  ǝ ) a  Õ ªW 1¸ o u 7 £ x l · ú š`  ¦ ° ú   H



  H ë  H ] j& h `  ¦ ° ú “ ¦ e ”  . s    ~ ½ ÓZ O \ " f  H \ P % ƒo  “ : r • ¸

Table 1. Recipes for film preparation and the physical properties of films prepared by the two-step growth technique.

Ref. Author Method Pre- sub- Thik- Temp. Time Anneal T

(K) RRR J

(A/cm

) XRD cursors strates ness(mm) (

C) tube orientation 47 Kang PLD B-film SrTiO

0.4 900 10-30min Ta 39-37.6 2.5 6 × 10

(101)

R-Al

O

(001)

48 Eom PLD Mg

- SrTiO

850 15min Nb 36-34

B-film (111) 750 30min Ta in Nb 34-30 ∼1 3 × 10

(001) 750 30min Quartz 34-29

49 Paranthaman E-beam B-film R-Al

O

0.5-0.6 890 10-20min Ta 39-38.6 2 × 10

(001) 50 Moon E-beam B-film C-Al

O

0.25-0.3 700- 30min Ta, Ti 39.2- 1.5 1.1 × 10

poly

MgO 950 38.9

51 Zhai E-beam B-film R-Al

O

900 1hr Ta 39-38.8

PLD Mg

- 28.6-

B-film 25.2

Fig. 7. Resistivity versus temperature for a 225 nm thick MgB 2 film grown on 4H-SiC by HPCVD. The inset shows an enlarged view near T c . (Ref. 69)

 ∼ 600 ^◦ C – Ð ± ú “ É r ¼ # s  . \ P % ƒo  r ç ß –“ É r €  • 20ì  r & ñ

•

¸“  X < ± ú “ É r “ : r • ¸\ " f  ú ª“ É r r ç ß – 1 l xî ß – \ P % ƒo \  ¦   H X <

•

¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ 7 á x7 á x ~ à Ì} Œ •“ É r  Õ ªW 1¸ o u`  ¦ { 9 # Q! Q 9 a % ~“ É r œ í

„ 

• ¸ $ í | 9 s 
 
t  · ú §  H  .

2. In-situ growth

“two-step” 7 £ x‚ à Ì`  ¦   H  â Ä ºü <  H ² ú ˜o  “in − situ” 7 £ x

‚ Ã

Ì~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ MgB <sup>2</sup> ~ à Ì} Œ •`  ¦ v Ä º  H ƒ  ½ ¨”  “ É r  f ” 

“ É

r ´ ú §t  · ú § . Table 2“ É r “in − situ”~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ 7 £ x

‚ Ã

Ìô  Ç MgB 2 ~ à Ì} Œ •_  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í õ  7 £ x‚ Ã Ì ~ ½ ÓZ O \  @ / # Œ

&

ñ o  ô  Ç  כ s   [64–73] s  ×  æ \ " f• ¸ : £ ¤ y  Zengs  4 Ÿ ¤½ + Ë Ó

ü

t o  o† < Æ& h  7 £ x l  7 £ x‚ à ÌZ O  (hybrid physicsl-chemical va- por deposition, HPCVD) ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ MgB 2 ~ à Ì} Œ •

`

 ¦ &  Á ú ¢l (epitaxial)+ þ AI – Ð 7 £ x‚ à Ìr (   . s [ þ t“ É r s  ˜ Ð ê

ø Í(diborane, B ₂ H 6 ), | 9 ™ è, Õ ªo “ ¦ à º™ è Û ¼\  ¦ f  Ë o €  

"

f é # Qo   Õ ªW 1¸ o u`  ¦ l ó ø Íõ  ° ú  s  700 <sup>◦</sup> C \ " f \ P   9 CVD ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð MgB <sup>2</sup> ~ à Ì} Œ •`  ¦ ì ø Í6 £ x r (   . s M :, l ó ø Í Å

ҁ  _   Õ ªW 1¸ o u · ú šs  0.1-1 Torr\  ¦ Ä »t ô  Ç . s    ~ ½ Ó Z O

Ü ¼– Ð  _  é ß –  & ñ  © œI _  MgB 2 ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ ¨‰ & ³½ + É Ã º e ” 

%

3  . c ~ ½ ӆ ¾ Ó ] X é ß –(c-cut) SiC l ó ø Í\  7 £ x‚ à Ìô  Ç MgB 2 _   â Ä

º „  s  “ : r • ¸ 41.8 K, ï ß –À Ó q  $ † ½ Ó(residual resistiv- ity)  H 0.28 µΩcm, Õ ªo “ ¦ RRR“ É r 30 s  © œÜ ¼– Ð ˜ Г ¦ ÷ &

%

3  (Fig. 7).  8½ ¨
 e ” >  „  À Ó x 9 • ¸ 4.2 K\ " f 3.5 × 10 ⁷ A/cm ² s  9, 25 K \ " f 10 ⁷ A/cm ² \  ¦
 Í Ç x .

III. MgB ₂ U c lT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä — ¤V R Ë

1. c- •  ×® Žz º X N Ëc  Çc Ü R MgB 2 U c lT c l; c" e8 ý ÿ … „ Ç Ê Ý(Hall effect)

MgB 2 œ í„  • ¸^ ‰ µ 1 Ï|  ) a s A – Ð f . Ë ´ òõ (Hall effect) [22], \ P „   { 9 Ò  ¦(thermoelectric power) [74], Õ ªo “ ¦ à º 5

Å x(transport): £ ¤$ í [75,77] ° ú  “ É r Ó ü t o & h  : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç ´ ú §“ É r

ƒ 

½ ¨ ”  ' Ÿ ÷ &% 3  . s    z  ´+ « > ×  æ \ " f    & ñ MgB 2 r 

«

Ñ\  @ /ô  Ç f . Ë ´ òõ (Hall effect) 8 £ ¤& ñ   õ \   Ø Ô€   f . Ë



© œÃ º(Hall coefficient) „  s  “ : r • ¸ s  © œ\ " f € ª œ_  ° ú כ`  ¦

°

ú “ ¦ e ” Ü ¼ 9 “ : r • ¸ 7 £ x † < Ê\     y Œ ™™ è ô  Ç .   " f Å

Ò  ) a „    î  rì ø Í  € ª œ/ B N(hole) s “ ¦ s   H „   & h  : £ ¤$ í \ 

› '

aô  Ç s  : r > í ß –õ  { 9 u ô  Ç  [78]. Õ ª Q
 MgB 2   H q  1

p

x~ ½ Ó(anisotropic) $ í | 9 `  ¦ ° ú “ ¦ e ” # Q    & ñ ˜ Ð   H é ß –  

&

ñ Ü ¼– Ð ™ è6   x[  t s  1 l x% i † < Æ(vortex dynamic)õ  „  l & h  à º 5

Å x(transport) $ í | 9 `  ¦ ƒ  ½ ¨   H  כ s   | à Рf ”   . Õ ª Q

 é ß –  & ñ r « Ñ_   â Ä º F K5 Å q& h  $ í | 9  M :ë  H \  f . Ë(Hall) ’  

Table 2. Recipes for film preparation and the physical properties of resultant films prepared by as-grown synthesis.

Ref. Author Method Source Substrates Growth T

(K) RRR J

(A/cm

) Others temp.(

C)

64 Ueda MBE Mg and B Al

O

280 36-33.5 ∼1.5 4.0 × 10

Co-depo-

metal SrTiO

, Si sition

65, 73 saito sputteri- Mg, B two Al

O

252 ∼28 2 Carrousel

ng target sputtering

66 Grass- PLD Mg+B Al

O

400-450 ∼25 ∼1 Mg

ano pressed MgO plasma

pellet

67 Jo MBE Mg and B Al

O

295-300 34.5-34 8 Co-depo-

metal sition

68 Erven MBE Mg and B Si 300 34.9 ∼1.5 MgO

metal seed layer

69-72 Zeng HV- Mg metal SiC 720-760 39.3-41.3 12-13 3.5 × 10

Epitaxial

PVCVD and B

H

Al

O

films

Fig. 8. R H vs temperature of MgB 2 thin films at 5 T.

Distinct temperature dependencies of the R H are evident below and above 130 K. The data were measured by reversing the magnetic field from −5 T to 5 T at a fixed temperature, as shown in the inset. (Ref. 24)

ñ  -Á º  Œ •  a % ~“ É r X <s ' \  ¦ % 3 l  # Q§ >  .   " f a % ~

“ É

r $ í | 9 _  c-» ¡ ¤ Ü ¼– Ð & ñ § > = ) a ~ à Ì} Œ •s  € 9 כ ¹ >   ) a   [24,25, 79–81]. Fig. 6“ É r c-» ¡ ¤ Ü ¼– Ð ¸ ú ˜ & ñ § > = ) a MgB 2 ~ à Ì} Œ •_  U  ´s 

~

½ ӆ ¾ Ó_  q  $ † ½ Ó ρ xx _  H = 0 T, 5 T\ " f_  “ : r • ¸ _ ” > r$ í

`

 ¦ ˜ Ð# Œï  r   [24]. RRR“ É r €  • 2.7s  9 T = 40 K\ " f ï ß –À Ó q

 $ † ½ Ó(residual resistivity)“ É r 3.7 µΩcm s  . Fig. 8“ É r H = 5 T \ " f f . Ë  © œÃ º(Hall coefficient(R ^H ))_  “ : r • ¸ _ 

”

> r • ¸\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . „   “ : r • ¸ % ò % i \ " f R ^H   H € ª œ_  ° ú כ`  ¦ ° ú 

“

¦ T = 100 K \ " f 3 × 10 ⁻¹¹ m ³ C ⁻¹ s  9, 1/eR ^H – Ð Â Ò '

 % 3 “ É r € ª œ/ B N î  rì ø Í  x 9 • ¸  H ∼2 × 10 ²³ – Ð YBa ² Cu 3 O 7 _ 

 â

Ä º˜ Ð   s ` ›    H ° ú כs   [82]. Fig. 9  H H = 5 T \ " f

Fig. 9. Temperature dependence of cot Θ _H at 5 T. A clear T ² law was observed above 130 K. (Ref. 24)

coth θ H (=ρ xx /R H H)_  “ : r • ¸ _ ” > r • ¸\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  .

„ 

s  “ : r • ¸\ " f Ò'  “ : r • ¸ 7 £ x † < Ê\     R ^H   H T = 130 K  t  ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð y Œ ™™ è    8 Z  }“ É r “ : r • ¸\ " f ‚  + þ A$ í

\

" f # Á # Qè ß – . ü @Â Ò  l  © œs  5 T t   H s  “ : r • ¸(T ^∗ )  H



l  © œ\  › ' a > \ O s  µ 1 Ï|  ½ + É Ã º e ”  . s      õ   H l ” > r _     & ñ r « Ñ
 & ñ § > =÷ &t  · ú §“ É r ~ à Ì} Œ • r « Ñü <  H  Ø Ô  [22,23].   " f MgB ² _  à º5 Å x B j& m 7 £ §(transport mech- anism) s  in-planeõ  out-of-plane\ " f  Ø Ô   H  z  ´`  ¦

·

ú ˜ à º e ”  . s  Qô  Ç T = 130 K   H % ƒ_    É r “ : r • ¸ _ ” > r

$ í

“ É r \ P „   { 9 Ò  ¦ (thermoelectric power) \ " f• ¸
 è ß –  [74]. s  כ “ É r  ×  æ { (multi-band) à º5 Å x(transport) : £ ¤$ í _  " f– Ð   É r “ : r • ¸ _ ” > r$ í M :ë  H s  . Fig. 10_  (a)  H ü

@Â Ò  l  © œ 2 T ü < 5 T\ " f ρ xx _  “ : r • ¸ _ ” > r$ í `  ¦ ˜ Ð

Fig. 10. Mixed-state (a) ρ _xx and (b) ρ _xy measured at ap- plied current densities of 10 ² , 10 ³ , and 10 ⁴ A/cm ² and for H = 2 and 5 T. No sign change was observed, which is different from the HTS(high temperature superconduc- tor). (Ref. 24)

#

Œï  r  . V , “ É r œ í„  • ¸ „  s   H MgB 2 \  V , “ É r ™ è6   x[  t s -Ó  o

^

‰(vortex-liquid)  © œs  ” > r F † < Ê`  ¦
  · p . (b)  H ρ xy _ 

“

: r • ¸ _ ” > r$ í `  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . @ / Òì  r_  “ ¦“ : r œ í„  • ¸^ ‰\ " f

    & ñ MgB 2 ~ à Ì} Œ • [23]\ " f ^  ¦ à º e ” % 3 ~   4 Ÿ ¤¸ ú šô  Ç Â Ò  ñ + ' † ‡ (sign reversal)`  ¦ c-» ¡ ¤ Ü ¼– Ð ¸ ú ˜ & ñ § > = ) a MgB 2 ~ à Ì} Œ •\ 

"

f  H ^  ¦ à º \ O % 3  . F A d ”  œ í„  • ¸^ ‰\ " f  H s     Ҡ ñ   



o  H ŠҖ Ð L :  F Mô  Ç œ í„  • ¸^ ‰\ " f Ò q tl 
, V, Nb, Õ ªo “ ¦ NbSe ₂ ° ú  “ É r L :  F Mô  Ç  â Ä º(clean-limit) œ í„  • ¸^ ‰
 œ í„  • ¸

½ +

ËF K ° ú  “ É r  8 Qî  r  â Ä º (dirty-limit)œ í„  • ¸^ ‰\ " f  H ˜ Ð s

t  · ú §  H  .   " f MgB ² \ " f f . Ë Â Ò  ñ   g Ë :(Hall sign anomaly) s  ˜ Ðs t  · ú §l \  s  œ í„  • ¸^ ‰ L :  F Mô  Ç  â Ä º

\

 5 Å qô  Ç   H  כ `  ¦ _ p ô  Ç . MgB ²   ú ª“ É r œ í„  • ¸   ´ ú  6

£

§ U  ´s  (superconducting coherence length ∼50 ˚ A) ü <  © œ

@

/& h Ü ¼– Ð  H ¨ î ç  H  Ä »  o (250-600 ˚ A)\  ¦ ° ú “ ¦ e ” 6 £ § s  s

p  ˜ Г ¦÷ &% 3   [37,83].

2. Two-gap superconductivity

MgB 2   H l ” > r_    É r œ í„  • ¸^ ‰ü <  H S X ‰ƒ  y    É r $ í | 9 

`

 ¦ t “ ¦ e ”   H X < Õ ª כ “ É r ¿ º > h_  \  -t  ç ß –  (gap)`  ¦ ° ú 



 H    H  z  ´s  . 7 £ ¤ s  Ó ü t| 9 \   H ¿ º t  7 á x À Ó_  œ í„  • ¸ Ç

¨( Š © œs  ” > r F  ô  Ç . œ í„  • ¸ \  -t  ç ß –  (gap)“ É r q \ P , œ í é

ß –  ³ ð€   $ † ½ Ó, g Ë >È Ò U  ·s _  “ : r • ¸ _ ” > r • ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ · ú ˜ Ã

º e ” % 3 “ ¦, s  ÷  rë ß –s   m   ì  rF  g† < Æ& h  ~ ½ ÓZ O (tunneling, far-infrared optics, point contact) Ü ¼– Е ¸ · ú ˜ à º e ” % 3  .

µ

1 Ï|  œ íl \  8 £ ¤& ñ ô  Ç MgB 2 _  \  -t  ç ß –  “ É r 2 \ " f 8meV

&

ñ • ¸_  ; Ÿ ¤ V , “ É r ° ú כ s % 3   [6–8]. s  V , “ É r í ß –ê ø Í(large scat- tering)“ É r ½ ¨o í ß – oÓ ü t >  “ ¦“ : r œ í„  • ¸^ ‰% ƒ! 3  ³ ð€  s 
  t

l (degraded surface layer)M :ë  H s   # Œ & ’  . Õ ª Q
 Ê

ê\ 
“ : r # Œ Q z  ´+ « >   õ [ þ t“ É r s  Ó ü t| 9 s  ¿ º > h_  ç ß –  

`

 ¦ t “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3  .

:

£

¤ y  Iavarone[ þ t s  Å Ò  ' V , a A ‰ & ³p  â (scanning tun- neling microscopy, STM)z  ´+ « >`  ¦ # Œ MgB ² _    & ñ ½ ¨› ¸

»

¡

¤ ~ ½ ӆ ¾ Ó\     " f– Ð   É r s ×  æ \  -t  ç ß –  `  ¦ t “ ¦ e ”  6

£

§`  ¦ f ” ] X & h Ü ¼– Ð · ú ˜ Í Ç x  [84–86]. s  z  ´+ « >\ " f  H    

&

ñ ~ à Ì} Œ •\ " f  H ¿ º > h_  È Òõ „  • ¸$ í (dI/dV) 4 Ÿ x Ä ºo  „  

·

ú šs  3 mVü < 7.5 mV\ " f
 
  H X < s   H Liu[ þ t s  ] j r

ô  Ç  ×  æ ç ß –  (multigap)_  s  : r õ  { 9 u ô  Ç  [20]. ¢ ¸ô  Ç, c-» ¡ ¤ Ü ¼– Ð & ñ § > = ) a MgB 2 ~ à Ì} Œ • 0 A\  e ”   H   & ñ “    â Ä º „  + þ A

&

h “   È Òõ „  • ¸$ í `  ¦ ° ú   H é ß –{ 9  \  -t  ç ß –  ½ ¨› ¸\  ¦ t 

“

¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ ? /% 3  . s  é ß –{ 9  \  -t  ç ß –  ½ ¨› ¸  H È Òõ 

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Fig. 11. Temperature evolution of the two tunneling spectra together with the theoretical curves. For all the curves Γ ₁₂ = 0.1 mV, Γ ₂₁ = 0.14 mV, and Γ = 0.11mV (values optimized to the experimental curves at 4.2 K).

In (a) the curves are reproduced using α = 0.87, β = 0.13. In (b) α = 1, β = 0. In (c) the gap values are extracted from the theoretical curves and are plotted as a function of the temperature together with the BCS

∆(T ). (Ref. 84)

1.4 – Ð BCS\ " f ] jr ô  Ç ° ú כ˜ Ð  ± ú  . s ü < ° ú  s  3 " é ¶ { 

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 — ¸4 S qõ   8 Qî  r  â Ä º– Ð ì  r$ 3 Ù þ ¡ . Fig. 12“ É r „  s “ : r • ¸



 H % ƒ\ " f_  „  • ¸• ¸ ° ú כÜ ¼– Ð ½ ©   o  ) a 4 Ÿ ¤ ™ è F G œ íé ß –  „  

Fig. 12. Temperature dependence of σ 1 at 17.9GHz for MgB 2 samples S1210(squares), S1211(circles), and a Nb thin film(triangles). The lines show the calculations.

The data for S1210 and S1211 are shifed by 1 and 0.5 units for clarity. (Ref. 87)

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MgB 2 ~ à Ì} Œ •\ " f e ” >  „  À Óx 9 • ¸_  » ¡ ¤' ‘ (scaling)\  @ /ô  Ç

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pinning) s  : r_  4 Ÿ ¤½ + Ë& h  ´ òõ – Ð s K   ) a  . Fig. 13“ É r e ” 

Fig. 13. Temperature dependence of γ H and γ J . The dotted line shows a linear fit to γ H data. (Ref. 88)

Fig. 14. λ ⁻² (T ) for the whole temperature range below T c . thin line is a full BCS calculation of λ

(T ) assuming two distinct gaps. From this, refined gap values ∆ s (0)

= 2.61 meV and ∆ L (0) = 6.50 meV were obtained. In- set shows the theoretical curves of λ ⁻² (T ). Upper and lower curves are the contributions of the large [∆ L (0) = 6.50 meV]and the small [∆ s (0) = 2.61 meV] gaps, re- spectively. (Ref. 89)

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 „  À Óü <  © œô  Ç e ” >   l  © œ_  q 1 p x~ ½ Ó$ í _  “ : r • ¸ _ ” > r$ í s

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MgB 2  ¿ º > h_    É r \  -t  ç ß –  `  ¦ ° ú   H    H z  ´+ « >& h  7

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½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ 50 kHz\ " f  l & h  È Òõ  U  ·s  (λ(T ))\  ¦ 8

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f λ ⁻² (T )  H " î Ñ þ ˜y  t à º† < Ê Ã º& h  “ : r • ¸ _ ” > r$ í `  ¦ ° ú “ ¦ e ”

% 3 Ü ¼ 9 s   H s-  (wave) œ í„  • ¸ | 9 " f ë “ B6 £ §   à º(order parameter) @ /g A$ í (symmetry)õ  { 9 u  ô  Ç . Õ ª Q
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Ä º é ß –{ 9  \  -t  ç ß –  ë ß –`  ¦ “ ¦ 9ô  Ç s  : r \   H & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼

Fig. 15. Temperature dependence of the critical current density of MgB 2 thin films for H = 0 −5 T extracted from the M -H (open symbols) and the I-V (solid symbols) curves. (Ref. 55)

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Ð ¸ ú ˜ ´ ú | 9  · ú §€ Œ ¤ .    \  -t  ç ß –  (double gap)`  ¦ “ ¦ 9 ô 

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º > h_    É r \  -t  ç ß –  `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  .  Œ •“ É r A á ¤ \ 

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 š ¸ # 3 0 A ? /\ " f { 9 u ô  Ç . Fig. 14  H „  s “ : r • ¸  A  _

 „   “ : r • ¸ % ò % i  ? /\ " f È Òõ  U  ·s  (λ ⁻² )_  “ : r • ¸ _ ” > r$ í s

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3. MgB ₂ U c lT c l8 ý Æ k È4   ¹ Œ ½ õ m Çy ¢

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´+ « >[ þ t`  ¦ ™ è> h l – Ð  ’ x . Kim[ þ t [55,76]“ É r „  s  “ : r • ¸ s

 \ " f # Œ Q  l  © œ\    É r „  À Ó-„  · ú š : £ ¤$ í / B G‚  (I −V characteristic curves) õ  c-» ¡ ¤ \  ¨ î ' Ÿ ô  Ç  l  © œ`  ¦   # Q Å Ò

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Fig. 15  H  l  © œ\    É r  l  o/ B G‚  õ  „  À Ó-„  · ú š / B G‚  

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© œ6 £ x  9   É r “ ¦“ : r œ í„  • ¸^ ‰_  ° ú כ˜ Ð   H ß ¼ 9 H = 0 T,

T = 37 K \ " fü < H = 5 T, T = 15 K“    â Ä º\  e ” # Q" f

Fig. 16. Vortex-glass scaling behavior. When two vari- ables, V sc = V /I |T − T g | ^{ν(z −1)} and I sc = I/T |T − T g | ^2ν , are used, the I − V curves collapse into a scaling func- tion near the vortex-glass phase transition temperature.

The upper inset shows the I − V characteristic for T = 24.8-28 K in 0.2 K steps under a field of H = 3 T. The lower inset shows the phase diagram based on a vortex- glass(VG) to vortex-liquid(VL) transition. (Ref. 55)

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¼– РÒ'  ™ è6   x[  t s   © œ(vortex phase)`  ¦ › ¸  % i   (Fig.

16). — ¸Ž  H / B G‚  “ É r ™ è6   x[  t s  Ä »o (vortex-glass)s  : r \ " f

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À Ó $ † ½ Ó \ O s  â ì\  ¦ à º e ”  .

Fig. 17“ É r e ” >  „  À Ó x 9 • ¸\  ¦ · ú ˜l  0 AK  8 £ ¤& ñ ô  Ç   l

 o / B G‚  s  . Õ ªa Ë >\ " f ^  ¦ à º e ”  r x  T = 10 K s “ ¦  l  © œs  ± ú  t €    l  o l s  > • ¸ ± ú   f ”

`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s    ‰ & ³ © œ`  ¦ ™ è6   x[  t s   I (vortex avalanche), ™ è6   x[  t s  & h á Ô, <  ʓ É r  l  ‚  5 Å q ¸ ú š6 £ §(vortex fulx noise) s    ÒØ Ô 9 ™ è6   x[  t s  1 l x% i † < Æ\ " f_  \ P   l 

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h  Ô  ¦î ß –& ñ $ í (thermomagnetic instability)Ü ¼– Ð [ O " î s   0

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Fig. 17. Upper part shows the M -H hysteresis loop at 5 K (solid circles), 15 K (open circles), and 25 K (tri- angles). The lower is a magnified view of the low-field region. (Ref. 55)



[ jô  Ç ™ è> h  H  6 £ §] X \ " f l – Ð  ’ x . s    ™ è6   x[  t s

  I   H s  “ : r • ¸ü <  l  © œ % ò % i \ " f ~ à Ì} Œ •\ " f_  e ” > 

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  l  o / B G‚  \ " f ™ è6   x[  t s   © œI  \ O # Qt  9 e ” >  „   À

Ó x 9 • ¸  r4 Ÿ ¤ ) a  . Fig. 18  H ~ à Ì} Œ • 0 A\  `  ¦  9”   F K_ 

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ºa \     e ” >  „  À Óx 9 • ¸ 7 £ x † < Ê`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  .

4. MgB ₂ U c lT c l8 ý  M  ° Ë Ñ] K ¡ V ê s (Magneto Optic Images, MOI)



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Fig. 18. Critical current density (J c ) (a) at 5 K in the field region 0 ≤ H ≤ 2000 Oe and (b) at 10 K in the field region 0 ≤ H ≤ 1200 Oe. The inset shows the J c in the region 0 ≤ H ≤ 3 T. (Ref. 100)

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Fig. 19. Different types of flux pattern morphology at various temperatures. (A-C) MO images taken for T

= 3.3 9.9 and 10.5 K at applied fields of 13, 17, and 19 mT, respectively. (D-F) Results of computer simulations largely reproducing the observed types of flux penetra- tion patterns. (Ref. 95)

Fig. 20. Different types of flux pattern morphology at various temperatures. (A-C) MO images taken for T

= 3.3 9.9 and 10.5 K at applied fields of 13, 17, and 19 mT, respectively. (D-F) Results of computer simulations largely reproducing the observed types of flux penetra- tion patterns. (Ref. 101)

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