Üstüniletken YBCO`da sıcaklık ve zamanın kritik akıma etkisi

Abstract

ÜSTÜNİLETKEN YBCO'DA SICAKLIK VE ZAMANIN KRİTİK AKIMA ETKİSİ TOLGA ÖNCÜ ÖZ Bu çalışmada incelenen YBCO yığın örnekler katı hal tepkimesi yöntemi ile hazırlandı. Hazırlanan üstüniletken örneklerin iki faz içerdikleri X ışınları toz kırınım yöntemi ile, tanecikli yapıda oldukları SEM fotoğrafları ile tespit edildi. Elektriksel direnç ölçümleri bilgisayar kontrollü A.a. ve bu çalışma için tasarlanan D.a. direnç ölçüm sistemleri kullanılarak yapıldı. Üstüniletkenlik başlangıç sıcaklığı Tco, sıfır direnç sıcaklığı T0, kritik sıcaklık Tc, geçiş sıcaklık aralığı AT parametreleri bilgisayar kontrollü D.a. direnç ölçüm sistemi kullanılarak uygulanan akıma bağlı olarak incelendi. Uygulanan akım arttırıldığında AT'nin arttığı, T0, Tc, Tco'ın düşük sıcaklıklara kaydığı saptanmıştır. Zamanın ve sıcaklığın üstüniletken malzemenin transport özelliklerine etkisini incelemek amacıyla bilgisayar kontrollü D.a. kritik akım ölçüm sistemi tasarımlandı. Tasarımlanan sistemde ardışık olarak kritik akım ölçümleri alındı. Ardışık ölçümler sonucunda, üstüniletken malzeme içinde mikro çatlaklar oluştuğu, ölçümler manyetik alan altında yapıldığında manyetostrüksiyona bağlı olarak mikro çatlakların sayısının daha da arttığı fakat malzeme oda sıcaklığında bir süre bekletildiğinde bu mikro çatlakların iyileşip yok olduğu, hazırlanan üstüniletken örneklerin geçmişlerini hatırladıkları ve örneklerin başlangıç durumuna dönebilmesi için iki ölçüm arasında belirli bir süre (kendine gelme süresi) kadar bekletilmeleri gerektiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca elektriksel direnç ve kritik akım ölçümlerinde negatif direnç gözlenmiş olup, gözlenen negatif direncin olası nedenleri açıklanmıştır. Anahtar Kelimeler: Üstüniletken, YBCO, manyetostrüksiyon, kritik akım, kendine gelme süresi Danışman: Prof. Dr. Tezer FIRAT, Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Katıhal Fiziği Anabilim Dalı

EFFECT OF TEMPERATURE AND TIME ON CRITICAL CURRENT IN YBCO SUPERCONDUCTOR TOLGA ÖNCÜ ABSTRACT The samples for this work were prepared by solid state reaction method. XRD analysis showed that they contain two phases and SEM results showed that they have granular nature. The electrical resistance measurements were done by using computer controlled A.c. and D.c. electrical resistance measurement systems where the latter was designed for this work. The parameters such as the onset temperature of supercoductivity Too, zero resistance temperature T0, superconductivity transition temperature Tc, transition temperature interval AT were investigated with the D.c. system, as functions of the applied current. Increasing currents resulted in the increase in AT and decrease in Too, T0, Tc values. The effect of temperature and time on the transport properties were investigated. For this purpose, computer controlled D.c. critical current measurement system was designed. Critical current measurements were done with this system. As a result of these measurements, it has been concluded that, after consecutive measurements microcracks form in prepared samples and in applied external magnetic field number of microcracks increases due to the magnetostriction. Microcracks cure and disappear at room temperature after a certain period of time. Prepared samples remember history and there is a relaxation time between two consecutive measurements to reach the initial state of the sample. In addition, negative electrical resistance was observed in electrical resistance and critical current measurements. Probable reasons for negative resistance behaviour are explained. Keywords: Superconductor, YBCO, magnetostriction, critical current, relaxation time Advisor: Prof. Dr. Tezer FIRAT, Hacettepe University, Department of Physics Engineering, Solid State Physics Section