Skip to main content
SUPERVISOR
Hamideh Shakeripour,Hadi Salamati mashhad
حمیده شاکری پور (استاد راهنما) هادی سلامتی مشهد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sepideh Pourasad
سپیده پوراسعد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Preparation and investigation of magnetic element Co, and non-magnetic elements Ca and Sr substitutions in high-temperature Superconductor YBa2Cu3O7-delta
Substitution of different elements in the superconducto r compounds is one of the best ways to consider this question. Recent experiments have shown that substitution of magnetic elements such as Fe, Co and Ni in Y place in high superconductor YBa 2 Cu 3 O 7- ?? (YBCO) increases critical temperature . In this experiment , for the first time, to accurate investigate of increase in critical temperature caused by magnetic ions substitutio n, magnetic ion Co and non-magnetic ion Ca were substituted together in Y 0.98-x Co 0.02 Ca x Ba 2 Cu 3 O 7- ?? with 0 Ca 0.015, and non-magnetic ions Ca and Sr were separately substituted in Y 1-x (Ca/Sr) x Ba 2 Cu 3 O 7- ?? with 0 Ca 0.012$ and 0 Sr 0.012. All the samples were prepared by the conventional solid -state reaction. XRD data was analyzed by Rietveld refinment method and shows that there isn’t noticeable impurity in samples and all of them have an orthorhombic structure with pmmm symmetry. The AC Magnetic susceptibility analysis shows a reduction in critical temperature T c while the Ca and Sr content increase in all the samples. The critical resistance analysis of the samples is in agreement with the susceptibility results. According to SEM analysis results the grain size was increased and connections between grains were improved. At the end, we can say that because Ca and Sr have radiuses close to Y radius, reduction in critical temperature can attribute to holes reduction or non-magnetzation of these ions.
یکی از سوال‌های اساسی در زمینه‌ی ابررسانایی ، سوال در مورد چگونگی مکانیزم ابررسانایی برای داشتن دماهای گذار ابررسانایی بالاست. یکی از راه‌های بررسی این سوال ، آلایش ترکیب ابررسانا با عناصر مختلف است. در این زمینه ، پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهند که آلایش عناصر مغناطیسی Co ، Fe و Ni در ترکیب ابررسانای دمابالای YBa 2 Cu 3 O 7- ?? (YBCO)باعث افزایش دمای گذار می‌شود. این مشاهده با فرضیه‌های جدید ابررسانایی که مکانیزم جفت‌شدگی الکترون‌ها را براساس نوسانات اسپینی-مغناطیسی معرفی می‌کنند ، همخوانی دارد. در این پژوهش ، برای اولین بار ، برای بررسی دقیق‌تر مشاهدات افزایش دمای گذار با حضور یون مغناطیسی ، مقادیر کم عنصر مغناطیسی Co ، و عنصر غیرمغناطیسی Ca (زیر 1 درصد) به طور همزمان و عناصر غیرمغناطیسی Ca و Sr به طور جداگانه ، در جایگاه Y در ترکیب YBCO جاینشانی شدند. نمونه‌ها به روش واکنش حالت جامد ساخته شده و آنالیز‌های پذیرفتاری مغناطیسی AC ، مقاومت الکتریکی DC ، پراش پرتو ایکس XRD و آنالیز میکروسکوپ الکترون روبشی ( SEM ) بر روی نمونه‌ها انجام شد. الگوهای پراش پرتو ایکس نشان می‌دهند که با افزایش میزان Ca و Sr در ترکیب خالص YBCO ، و با افزایش Ca در ترکیب دارای مقدار ثابت کبالت با بالاترین دمای گذار ، ناخالصی قابل ملاحظه‌ای مشاهده نمی‌شود و همه‌ی نمونه‌ها دارای ساختار اورتورومبیک هستند. نتایج آنالیز پذیرفتاری مغناطیسی نشان می‌دهند که آلایش Caدر ترکیب دارای کبالت ، سبب کاهش دمای گذار شده است. همچنین جاینشینی دو عنصر غیرمغناطیسی Sr و Ca در جایگاه Y در ترکیب YBCO ، روندی کاهشی در دمای گذار را به دنبال دارد. از آنجایی‌که شعاع این عناصر نزدیک به شعاع عنصر Y است ، کاهش دما را می توان به کاهش حامل‌های بار (الکترون‌ها یا حفره‌ها) و یا به غیرمغناطیسی بودن عناصر آلائیده شده ، نسبت داد. به عبارتی ، Ca و Sr کمکی به افزایش جفت شدگی الکترون‌ها نکرده و در نتیجه دمای گذار را کاهش داده‌اند. آنالیز مقاومت الکتریکی نمونه‌ها ، تأییدی بر این یافته‌هاست. بررسی نتایج حاصل از آنالیز SEM ، نشان می‌دهند با افزایش Ca در ترکیب دارای مقدار ثابت کبالت ، و نیز با افزایش آلایش عناصر Caو rتا حد بهینه‌ای از آلایش ، در ترکیب YBCO خالص ، سبب افزایش اندازه‌ی دانه‌ها شده است. همچنین تخلخل نمونه‌ها با افزایش این دو عنصر ، کاهش یافته که حاکی از اتصال قوی بین دانه‌هاست. به عنوان نتیجه‌ی کلی می‌توان گفت: ظاهراً عنصرهای غیرمغناطیسی Ca و rبه علت نداشتن ممان مغناطیسی و کمک نکردن در جفت‌شدگی الکترون‌ها ، موجب تخریب خواص ابررسانایی و سپس کاهش دمای گذار نمونه‌ها شده‌اند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی