ساخت و بررسی خواص ابررسانایSmBa2Cu3O7-δ آلاییده با نانوذرات Al2O3

نویسندگان

چکیده
ابررساتای SmBa2Cu3O7-δ (SBCO) با استفاده از روش واکنش حالت جامدی و هم‌چنین نانوذرات آلومینا

(
γ-Al2O3) به­روش سل- ژل خوداحتراقی با اندازۀ متوسط nm70 ساخته و با نانوذرات آلومینای (Al2O3) شرکت سیگما با اندازۀ متوسط nm50 مقابسه شدند. سپس ابررسانای SBCO را با درصدهای مختلف از نانوذرات آلومینا آلایش داده و خواص آن بررسی شدند و هم‌چنین ضریب اکسیژن نمونه­های ساخته شده به­روش تیتراسیون یدمتری اندازه‌گیری شد. نتایج به­دست آمده نشان دادند که با آلایش ابررسانا با نانوذرات آلومینا، ضریب اکسیژن و دمای بحرانی نمونه­ها کاهش می‌یابد. در بررسی نمودار مقاومت ویژه بر حسب دما، نمونه­ها در حالت عادی رفتار نیم­رسانایی نشان دادند، یعنی با افزایش دما، مقاومت ویژه کاهش یافت. هم‌چنین مشاهده شد که چگالی جریان بحرانی نمونه با 1/0 درصد آلایش وزنی، افزایش چشم‌گیری داشت، اما با افزایش درصد آلایش کاهش پیدا کرد. الگوهای پراش اشعۀ X نمونه­های آلایش داده شده نشان دادند که نانوذرات آلومینا در فرایند ساخت تجزیه نشده و در نتیجه در ساختار بلوری ابررسانا وارد نشده­اند. برخی از قله­های ابررسانا در الگوی پراش اشعۀ X نمونه­های آلاییده حذف شده و پهنای قله­ها نسبت به­نمونۀ خالص بیش‌تر شده است. بررسی تصویرهای SEM نمونه­های آلاییده نشان داد که نانوذرات آلومینا روی دانه­ها و مرزدانه­های ابررسانا جای گرفته‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Fabrication and Investigation of Superconducting Properties of SmBa2Cu3O7-δ, Doped with Al2O3 Nanoparticles

نویسندگان English

morteza zargar shoushtari
bahman rostami
mansour farbod
چکیده English

SmBa2Cu3O7-δ (SBCO) superconductor is synthesized through the solid state reaction method and also the alumina (γ-Al2O3) nanoparticles with the average size of 70 nm were made through the sol-gel self-combustion method and they were compared with the SIGMA Al2O3 nanoparticles. Then the SBCO superconductor was doped with different percentage of the alumina nanoparticles and its properties were studied and also the oxygen content of the samples was measured by iodometric titration. It was found that the oxygen content and critical temperature of the doped samples reduced. The study of resistivity versus temperature of the samples showed a semiconducting behavior in the normal state; i.e. by increasing the temperature, the resistivity decreased. The critical current density of 0.1 percent doped sample increased significantly, but it decreased by further doping. X-ray diffraction patterns of the doped samples showed that the alumina nanoparticles did not inter into the crystal structure of the superconductor. Also, a few peaks of the X-ray diffraction patterns of the doped samples were absent and the width of the peaks was broadened compared with the undoped sample. SEM images showed that the alumina nanoparticles spread on the surface of the grains and boundaries of the doped samples.

کلیدواژه‌ها English

superconductor
SmBa2Cu3O7-δ
Al2O3
Nanoparticles
iodometric titration
1. Wu M. K. and et.al, Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-0 compound
cystem at ambient pressure, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 908-910.##

2. اخوان، محمد؛ یمنی، زهراسادات؛ پیشرفت‌های ابررسانایی دمای بالا، مؤسسۀ انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف، ) 1391چاپ اول.) ##

3. Doremus R., Shackelford J., Ceramic and glass materials structure properties and processing, (2008) Springer. ##

4. Abedini khorrami S. and et.al, Preparation of γ-Al2O3 nanocrystallites by sol gel auto combustion process and production of Al-Al2O3 aluminium matrix composites, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, Vol. 7 No. 3 (2012). ##

6. Benzi P., Bottizzo E., Rizzi N., Oxygen determination from cell dimensions in YBCO superconductors, Journal of Crystal Growth 269 (2004) 625-629. ##

7. Marcus J. and et.al, High temperature superconductivity in SmBa2Cu3O7-x transport properties and effect of pressure, J. Phys. France 49 (1988) 111-120. ##

8. Albiss B. A. and et.al, Polycrystalline YBa2Cu3O7-δ with Nano-sized Al2O3 Inclusions, J Supercond Nov Magn 23 (2010) 1333-1340. ##

9. Suan M. S. M., and Johan M. R., Synthesis of Al2O3 nanoparticles highly distributed in YBa2Cu3O7 superconductor by citrate–nitrate auto-combustion reaction, Physica C 492 (2013) 49-54. ##