(Sm1-xNdx)Ba2Cu3O7- süper iletkenlerinin elektrik, manyetik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

(Sm1-xNdx)Ba2Cu3O7-Süperiletkenlerinin Elektrik, Manyetik ve Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi (Sm1-xNdx)Ba2Cu3O7-yapısına ait x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 ve 1.0katkı oranlarında süperiletken örnekler katıhal tepkime yöntemiyle hazırlandı. İlk olarak, farklı sıcaklıklarda sinterlenerek Sm123 (SmBa2Cu3O7-) örnekleri üretildi ve manyetik kaldırma kuvvetleri karşılaştırılarak serinin örnekleri için en uygun sinterleme sıcaklığı belirlendi. Serideki örneklere aynı ısıl işlemleruygulandı. Üretilen örneklerin XRD spektrumları, farklı hızlarda hava ortamında sıvı azot sıcaklığında manyetik kaldırma kuvveti, farklı manyetik alanlarda alansız soğutma sonrası direncin sıcaklığa göre değişimi ve SEM ölçüldü. XRD ölçümlerinden hesaplanan c örgü parametresi katkı arttıkça S02 örneği dışında 11.7278Å- 11.7399 Å arasında değişmektedir. Sıcaklığa göre direnç ölçüm sonuçları ve hesaplanan aktivasyon enerjileri katkıya göre karşılaştırıldığında, katkı x=0.4ten daha yüksek değerlere arttıkça yapıda yarıiletken fazın arttığı, özellikle x=0.8 değerinden sonra süperiletkenlik özelliğinin azaldığı ve yarıiletken fazın belirgin bir şekilde arttığı görüldü. Aktivasyon enerjisi (S02 örneği hariç) katkı arttıkça azalmaktadır. S02 örneğinin aktivasyon enerjisi diğerlerine göre hayli yüksek değerde ve direnç sıcaklık değişimleri kıyaslandığında çok düşük ikincil fazın bulunmasına rağmen en dar geçiş sıcaklık aralığı S02 örneğine ait olduğu görülmektedir. Katkı arttıkça, manyetik kaldırma kuvveti azalmakta hatta x=0.6 katkısından sonra kaldırma kuvvetinin yanında çekme kuvvetinin belirginleştiği ve bu çekmenin x=1.0 katkılı örneğin kaldırma kuvvetinde hemen hemen çekme kuvveti görülmektedir. Seride uygulanan ısıl işlemde seçilen sinterleme sıcaklığı Sm123ün peritektik reaksiyon sıcaklığına çok yakın fakat Nd123?ün peritektik reaksiyon sıcaklığından daha düşük olması sonucunda x=0.4ten daha büyük katkılı örneklerde Nd123ün daha baskın faz olması sonucunda yapının kötüleştiği görülmektedir. Sonuç olarak, üretilen örnekler içinde elektriksel ölçümler S02 örneğinin en iyi örnek olduğunu ve aynı örneğin manyetik kaldırma kuvveti sonuçlarında S00 örneğinin sonuçlarına yakın olduğu görülmektedir. Dolayısıyla örnekler içinde x=0.2 katkılı örnek en uygun katkılı örnek olduğu belirlendi. Bu katkıda Sm123 yapısında Nd123ün etkisinin aktivasyon enerjisini artırdığı görülmektedir. Bu da yapı içinde akı çivileme kuvvetini artırmaktadır. Anahtar Kelimeler: Sm123, Nd123, Magnetik Levitasyon Kuvveti, Kritik Akım Yoğunluğu, Kritik Geçiş Sıcaklığı, Aktivasyon Enerjisi The investigation of electrical, magnetic and structure properties os (Sm1-xNdx)Ba2Cu3O7-? superconductors (Sm1-xNdx)Ba2Cu3O7-?samples were fabricated by solid-state reaction method for the values of x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0. Firstly, Sm123 (SmBa2Cu3O7-?) samples with different sintering temperatures are produced, and compared with magnetic levitation force measurements of them, then, the optimum sintering temperature was determined. The same thermal processes wereapplied to all the samples. The measurement of X-ray diffraction, magnetic levitation force under various velocities at liquid nitrogen temperature in air atmosphere, the resistivity versus temperature in various magnetic fields after zero cooling regime (ZFC) and SEM of samples were performed. c latticeparameter of the samples,calculated from XRD patternsvaried between 11.7278 Åand 11.7399 Å with increasing of x, except for S02. According to resistivity versus temperature measurements and calculated activation energy results from them, it was observed that semiconducting phase increased with the increasing of x above x=0.4, and, superconductor properties decreased and semiconductor phase clearly increasedespecially above x=0.8. Activation energy (except for S02) decreasedwith increase of x. Activation energy of S02 has higher value than that of the others. When the resistivity-temperature variations of the samples were compared, although S02 contains very low secondary phase, it is shown that the narrowest transition temperature range belongs to S02. Magneticlevitation force decreased with increase of the content x. Even for higher values of x above 0.6, there is not only magnetic levitation force but also pulling force and this pulling force was observed nearly in the magnetic levitation force measurement results of S10. Because the selected sintering temperature which was appliedto the samples is near to the peritectic reaction temperature of Sm123 andto lower than that of Nd123. Consequently it was observed that samples of (Sm1-xNdx)Ba2Cu3O7-?structure with high values of x especially above 0.4 got worse because the dominant is Nd123. Finally;electrical measurement results showed that S02 is the best among the others, and it is observed that magnetic levitation force measurement results of S02 is near to that of S00. So, the best value of x is 0.2 among the samples according to the results. It was estimated that the effect of x in the S02 increased of the activation energy, and resulted in increase of the pinning force. Key Words: Sm123, Nd123, Magnetic Levitation Force, Critical Current Density, Critical Transition Temperature, Activation Energy