نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مرکز پژوهش ابررسانایی،گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه

چکیده

در مطالعه حاضر سنتز و مشخصه‌یابی ابررسانای دمای بالای YBa2Cu3O7-δ (YBCO) که با روش‌ حالت جامد ساخته شده و با Nb با درصدهای وزنی ۰، 0/01، 0/02 و 0/05 آلایش یافته است را ارایه می‌دهیم. آنالیز پراکندگی پرتوی ایکس (XRD) تشکیل فاز اورتورمبیک ابررسانایی را برای همه نمونه‌های تهیه شده تأیید می‌کند. آثار آلایش Nb روی مقاومت حالت طبیعی (ρ) و دمای گذار ابررسانایی (Tc) را محاسبه کرده‌ایم. چگالی‌های جریان بحرانی را بر حسب دما با استفاده از مدل حالت بحرانی، از حلقه‌های پسماند تا T۱ در بازه دمایی K۱۰ تا K۶۰ محاسبه شده است. میخکوبی شار مغناطیسی FP نمونه با استفاده از نیروی لورنتس محاسبه شده است. آنالیز XRD نشانگر پارامتر محور c کوتاه‌تری نسبت به ۱۲۳-Y و سایر نمونه‌های آلاییده به Nb است. همچنین از آزمایش‌های چگالی جریان بحرانی و نیروی میخکوبی شار مغناطیسی استنباط می‌شود که آلایش Nb به میزان wt% 0/01 برای Y روی ابررسانای YBCO چگالی جریان بحرانی و نیروی میخکوبی شار را ارتقا می‌دهد

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of structural and Magnetic properties of (Nb) Substituted YBCO-system

نویسندگان [English]

  • H Sedghi
  • R Hajilou

Department of physics, Superconductivity Research Center, Urmia University, Urmia, Iran

چکیده [English]

In this study, we report the synthesis and characterization of YBa2Cu3O7-δ (YBCO) high temperature superconductor prepared by solid state method and doped with Nb in different weight percentages, 0, 0.01, 0.02 and 0.05 wt%. The x-ray diffraction (XRD) analysis confirms the formation of orthorhombic phase of superconductivity for all the prepared samples. We evaluated the effects of Nb doping on the normal state resistivity (ρ), superconducting transition temperature (Tc), scanning electron microscope (SEM. The critical current densities, JC as a function of temperature have been calculated using the critical state model from the hysteresis loops up to 1T at temperature range of 10K to 60K. Magnetic flux pinning, FP of samples was calculated by using Lorentz force. XRD analysis show a shorter c axis parameter and higher orthoromthcity than the pure Y-123 and other Nb doped samples.   It was also found from critical current density and magnetic flux pinning force measurement the 0.01 wt% Nb substation for Y on YBCO superconductors improve the critical current density and flux pinning force.

کلیدواژه‌ها [English]

  • H-T Superconductors
  • X-Ray diffraction
  • SEM
  • Hysteresis loops
  • Critical Current Density and Flux pinning
  1. J G Bednorz and K A Muller, Zeitschrift für Physik B Condensed Matter 64 (1986) 189.
  2. M K Wu, J R Ashburn, C J Tong, P H Hor, R L Meng, L Gao, Z H Huang, Y O Wang, and C W Chu, Physical Review Letters 58 (1987) 908.
  3. J W Ekin, A I Braginski, A J Panson, M A Janocko, D W Capone, N J Zaluzec, B Flandermeyer, O F de Lima, M Hong, J Kwo, and S H Liou, Journal of Applied Physics 62 (1987) 4821.
  4. S Kim, S Zhou, Y Hu, M Acik, Y J C Berger, W De Here, A Bongiorno, and E Riedo, Mater. 11 (2012) 544.
  5. X S Wu, S S Jiang, J Lin, J S Liu, and W M Chen, Jin, Phys. C 309 (1998) 25.
  6. R Giri, V P S Awana, H K Singh, R S Tiwari, and O N Srivastava, Anurag Gupta,B. V. Kumaraswamy, H. Kishan, Phys. C 419 (2005) 101.
  7. M Karppinen and H Yamauchi, J Inorg. Mater. 2 (2000) 589.
  8. J J Capponi, C Chaillont, A W Hewat, P Lejay, M Mariezio, N Nguyou, B Raveau, J L Sonbeyroux, J Tho-lence, and R Tounier, Phys. Lett. 3 (1987) 1301.
  9. H Yamauchi, M Karppinen, Sci. Technol. 13 (2000) R 33.
  10. R Beyers and T M Shaw, Solid State Phys. 42 (1989) 135.
  11. N P Liyanawaduge, A Kumar, B S B Karunarathne, V P S Awana, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 25 (2012) 31.
  12. N P Liyanawaduge, A Kumar, R Jha, B S B Karunarathne, and V P S Awana, Alloys & Compd. 74 (2012) 1.
  13. C G S Pillai and A M George, “Substitution of Copper by Niobium in Superconducting YBa2Cu3O7-δ,” Journal of Material Science Lett. 23 (1992) 1639.
  14. E K Nazarova, K Nenkov, G Fuchs, and K-H Muller, Effects of Calcium Substitution on the Superconducting Properties of R1−xCaxBa2Cu3Oz (R = Eu, Gd, Er; 0 ≤ x ≤ 0.3) Polycrystalline Samples. Physica 436 (2006) 25.
  15. W E Farneth, R K Bordia, E M McCarron III, M K Crawford, and R B Flippen, Solid State Commun. 66 (1988) 953.
  16. R M Hazen, L W Finger, R J Angel, C T Perwitt, N L Ross, H K Mao, C G Hadidiacos, P H Hor, R L Meng, and C. W Chu, Rev. 335 (1987) 7238.
  17. M B Turkoz, S Nezir, C Terzioglu, A Varilci, G Yildirim, J Mater Sci. Mater Electron 24 (2013) 896.
  18. B D Cullity, Element of X-Ray Diffraction. Addison-Wesley Reading, Boston (1978).
  19. S D Obertelli, J R Cooper, and J LTallon, Rev. B 46 (22) (1992) 14928.
  20. B Abeles, H L Pinch, and J I Gittleman, Rev. Lett. 35 (1975) 247.
  21. B Abeles, H L Pinch, and J I Gittleman, Rev. Lett. 35 (1975) 247.
  22. A Ozlark, I Duzgun, and S Celebi, Alleys and compd. 495 (2010) 104.
  23. C P Bean, Phys Rev let 8 (1962) 250.
  24. WC Chan, C H Chiang, and Y J Hsu, Cryogenics 50 (2010) 292.
  25. Z D Yakinci, D M Gokhfed, E Altin, F Kurt, S Altin, S Demirel. M A Aksan and M E Yakinciy, Mater Sci: 24 (2013) 4790.
  26. A Schmehl, B Goetz, R R Schuls, C W Schneider, H Bielefeldt, H Hilgenkamp, and J Mannhart, Lett. 47 (1999) 110.
  27. G Hammerl, A Schmehl, R R Schuls, B Gaoetz, H Bielefeldt, C W Shneider, H Hilegen kamp, and J Mannhart, Nature 407 (2000) 162.
  28. B A Malik, M A Malik, and K Asokan, Chinese Journal of the physics 55 (2017) 170.