Skip to main content
SUPERVISOR
Hamideh Shakeripour,Hadi Salamati mashhad
حمیده شاکری پور (استاد راهنما) هادی سلامتی مشهد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Behnaz Hadi Sichani
بهناز هادی سیچانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Preparation and Investigation of Physical Properties of Superconductors Y1-xNixBa2Cu3O7-
High-temperature superconducting samples of Y1-xNi x Ba2Cu3O7??_ with 0:0 _ x _ 0:03, were prepared by the conventional solid-state reaction. The AC magnetic susceptibility analysis was performed. By plotting the magnetic susceptibility diagram of the samples as a function of temperature and checking its behavior as a funaction of Ni doping, we observed an incremental behavior in Tc, transition temperature, up to an optimum concentration of Ni, and then the superconducting transition temperature decreases with further concentration of Ni. In order to confirm the results of the magnetic susceptibility, the electrical resistance analysis of the samples was performed. In the normal state resistivity, variations in temperature are linearly, indicating the metal behavior of the samples. Also we observed that by increasing the Ni ion, the superconducting transition temperature of the samples increases to an optimal value of doping. It is in agreement with the results of the magnetic susceptibility. For checking of the flux pining and the quality of interconnections of the grains in samples, in samples the magnetoresistance of samples were measured under magnetic fields up to 1 T. By investigating the broadening behavior in the electrical resistance of the samples, we observed that the bonding between the grains increased up to an optimum value of Ni doping. X-ray diffraction analysis was also performed to investigate structural changes in the samples. Data was analyzed by Rietveld refinement method. All samples have an orthorhombic structure with Pmmm symmetry. The lattice parameter c is increased, the CuO2 planes become more distorted and the intergarin connections improved, up to the optimal value of Ni doping. The SEM analysis of the samples was carried out. The grain size was increased and improved connections, up to the optimal value of Ni doping.
یکی از مسائل بدون پاسخ در زمین? ابررسانایی، فهم سازوکار ابررسانایی در ابررساناهای دما-بالا می باشد. یکی از راه های بررسی این سازوکار، جاینشانی عناصر مختلف در ترکیب ابررساناهای دما-بالا است. در این پژوهش، نمونه های ابررسانای دما-بالای YBa2Cu3O7-? با جاینشانی کردن مقادیر کم عنصر مغناطیسی Ni در جایگاه Y، با مقادیر0 ?x?0.3 ، برای اولین بار مورد پژوهش قرار گرفته و به روش استاندارد واکنش حالت جامد ساخته شدند. آنالیز های پذیرفتاری مغناطیسی AC ، مقاومت الکتریکی DC ، پراش پرتوی ایکس ( XRD )، میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) و چگالی جریان بحرانی، بر روی نمونه ها انجام شد. نمودار پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها بر حسب دما ومقدار آلایش نیکل، یک روند افزایشی در دمای بحرانی ابررسانایی، Tc ، تا حد غلظت بهین? نیکل ( x = 0=00? )، نشان می دهد. سپس دمای گذار، با آلایش بیشتر نیکل، کاهش می یابد. با بررسی داده های مقاومت الکتریکی نمونه ها، این مشاهده تأیید می گردد. هم چنین، با بررسی مقاومت الکتریکی نمونه ها در محدوده دماهای بالای دمای گذار (فاز بهنجار)، دیده می شود تغییرات مقاومت بر حسب دما به صورت خطی کاهش می یابد که حاکی از رفتار فلزگونه نمونه ها در حالت بهنجارش هستند. برای بررسی قدرت میخکوبی شار و کیفیت اتصالات بین دانه ای، آنالیز مقاومت الکتریکی نمونه ها تحت میدان مغناطیسی خارجی تا بزرگیT 1 اندازه گیری شد. گذار مقاومت الکتریکی با کاهش دما، از دو مرحله تشکیل شده است. مرحل? اول، افت تیز در دماهای نزدیک Tonset ، که به علت گذار ابررسانایی درون دانه هاست و مرحل? دوم، افت نسبتاً آرام مقاومت در نزدیکی مقاومت صفر است که به گذار ابررسانایی در بین دانه ای نسبت داده می شود. این پهنای گذار، اطلاعات مفیدی دربار? جفت شدگی بین دانه ای می دهد . با بررسی پهن شدگی مقاومت الکتریکی نمونه ها تحت میدان مغناطیسی خارجی دیده می شود، اتصال بین دانه ها تا میزان آلایش بهینه ای از نیکل، افزایش قابل توجهی داشته است. در اندازه گیر ی های Jc نیز این نتیجه تأیید می شود. به منظور بررسی دانه بندی و میزان جفت شدگی دانه ها، نتایج آنالیز SEM نمونه ها نیز حاکی از افزایش انداز? دانه و بهبود اتصالات بی ندانه ای، با افزایش بهینه ای از آلایش نیکل در نمونه، است. برای بررسی تغییرات ساختاری نمونه ها، آنالیز XRD انجام شد. الگوهای پراش پرتوی ایکس نمونه ها به وسیل? آنالیز ریتولد مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که نمونه ها از نظر ساختار بلوری، دارای ساختار راست گوش با گروه فضایی Pmmm بوده و تک فاز می باشند. همچنین با افزایش آلایش Ni تا مقدار بهین? X=0.004، پارامتر شبکه c در حال افزایش، طول پیوند های Cu(2)-O(2) و Cu(2)-O(3) کاهش می یابد و صفحات CuO2 خمیده تر می شوند. مطابق با فرضیات موجود، خمیده تر شدن صفحات CuO2 می تواند یکی از دلایل مشاهد? افزایش دمای گذار ترکیب، باشد. به عنوان نتیجه کلی، می توان گفت: افزایش دمای گذار ابررسانایی با آلایش عنصر Ni در ترکیب ابررسانای Y1-xNixBa2Cu3O7-? ، در تناقص با دیدگاه های کلی است، که پیش بینی می شود افزایش ناخالصی مغناطیسی در ترکیب ابررسانا باعث شکست جف تالکترون ها می شود و در نتیجه دمای گذار ابررسانایی کاهش می یابد. با توجه به نتایج به دست آمده، به نظر می رسد حضور یون مغناطیسی Ni در ترکیب، نه تنها باعث شکست جفت شدگی حاملین بار نشده است بلکه تا حد بهینه، باعث بهبود خواص ابررسانایی شده است. این یافته جدید در ترکیبات کوپرات ها، می تواند شاهدی بر نظریات جدید مبنی بر جفت شدگی الکترون ها ناشی از نوسانات اسپینی باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی