YBa2Cu3O7-? süperiletken sistemine lutesyum`un etkisinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, (Y1-xLux)Ba2Cu3O7-? süperiletken bileşikleri x yerine farklı miktarlarda Lutesyum (Lu) katılarak üretildi. Üretilen numunelerin elektriksel özdirençleri, kritik akım yoğunlukları, manyetik alınganlıkları ölçüldü. X-ışını kırınımı desenleri (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ve Enerji Ayırma Spektrometresi (EDS) sonuçları incelendi.Katkısız olarak üretilen numune için kritik geçiş sıcaklık değeri (TC =92 K) ve kritik akım yoğunluğu (JC =150 A/cm2) olarak ölçüldü. Yapılan katkılamalara bağlı olarak bu sonuçlar giderek azaldı ve Lu'un x=0,9 değeri için TC =50 K ve JC =40 A/cm2 olarak belirlendi.XRD desenlerinin karşılaştırılması sonucunda katkı miktarının artışı ile karakteristik piklerinin tepe değerlerinin küçük açılara doğru kaydığı gözlendi. Böylece düzlemler arası mesafenin arttığı sonucuna varıldı. XRD desenleri incelendiğinde ağırlıklı fazın Y123 olduğu ve az da olsa Y211 fazının olduğu görüldü. Ayrıca XRD desenlerinden örgü parametreleri ve birim hücre hacimleri hesaplandı. Katkı oranındaki artışla örgü parametrelerinin ve birim hücre hacminin arttığı anlaşıldı.Numunelerin AC manyetik alınganlık ölçümleri, sabit 1 kHz'lik frekansda 350, 700, 1050 ve 1400 A/m'lik manyetik alanlarda yapıldı. Uygulanan manyetik alanın şiddetinin artması ile Tp pik sıcaklıklarının düşük sıcaklık bölgesine doğru kaydığı gözlendi. Bu durum, yüksek sıcaklık süperiletken (YSS) bileşiklerde girdapların çivileme mekanizması ile ilişkili olan bilinen tipik bir davranıştır. Ayrıca, AC alınganlık ölçümlerinden TC değerleri de elde edilmiş olup deneysel olarak bulunan değerlerle uyumlu olduğu görüldü. AC kayıpları büyük ölçüde Histeresiz kayıplarından kaynaklanmıştır.EDS ölçümlerine göre, katkı miktarının artması ile Y miktarı azalırken Lu miktarının arttığı görüldü. Buna karşın Cu ve Ba'un miktarlarında beklenildiği gibi önemli bir değişiklik gözlenmedi.

In this study, (Y1-xLux)Ba2Cu3O7-? superconductor compounds were synthesized with the addition Lu in the place of x in various amounts. Electrical resistivity, critical current density and magnetic susceptibility of the produced samples were measured. X-ray diffractometer (XRD) patterns, scanning electron microscope (SEM) images and energy dispersion spectrometer (EDS) results of the samples were examined.Critical transition temperature value of TC = 92 K and critical current density of JC =150 A/cm2 were measured. These values were decreased depending on the amount of dopants. For the Lutetium (Lu) value of x=0.9, TC = 50 K and JC = 40 A/cm2 values were determined, respectively.When the amount of dopants was increased, a shift in peak values of characteristic peaks to the smaller angles was observed. Therefore, distances between the planes were increased. When XRD patterns were examined, main phase was Y123 with a small amount of Y211. Moreover, lattice parameters and unit cell volumes were calculated from the XRD patterns.AC magnetic susceptibility measurements of the samples were carried out at a constant frequency of 1 kHz and the magnetic fields of 350, 700, 1050 and 1400 A/m, respectively. With an increase in applied magnetic intensity, a shift in peak temperatures of Tp to low temperature regions was observed. This situation is a known typical behaviour nailing mechanisms of vortexes in high temperature superconductor (HTS) compounds. Moreover, TC values were observed from AC susceptibility measurements and a match between these values and experimental values was observed. AC loses were mostly resulted from Hysteresis loses.According to EDS measurements, a simultaneous decrease in Y amount and increase in Lu amounts was observed with an increase in dopant amounts. On the contrary, not a major difference was observed in Cu and Ba amounts as expected.