Bi (Pb) Sr Ca CuO süperiletken ince filmlerinin üretimi, bazı yapısal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
The production of Bi(Pb)srcacuo superconducting thin films and the investigation of their structural and electrical properties
- Tez No: 66995
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ALTUNBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bi(Pb)SrCaCuO Süperiletkenleri, Kritik Akım Yoğunluğu, Kritik Sıcaklık, Difüzyon Katsayısı, Magnetik Alınganlık, Bi-2223 Fazı, Aktivasyon Enerjisi. VI, Bi(Pb)SrCaCuO Superconductors, Critical Current Density, Critical Temperature, Diffusion Coefficient, Magnetic Susceptibility, Bi-2223 Phase, Activation Energy. VII
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
ÖZET Bu çalışmada elektron-demeti tekniği kullanılarak MgO ve Ag/MgO altlıklar üzerinde Bi(Pb)SrCaCuO ince filmleri elde edildi. Bi(Pb)SrCaCuO ince filmlerin süperiletkenlik özelliklerine tavlama sıcaklığının ve altlık türünün etkisi; x-ışını kırınımı, taramalı elektron mikroskobu, atomik kuvvet mikroskobu, kritik sıcaklık, kritik akım yoğunluğu ve magnetik alınganlık ölçümleriyle incelendi. Her iki altlık türünde elde edilen ve 835°C, 845°C veya 860°C'ta tavlanan filmlerin, Bi-2212 ve Bi-2223 fazlarının değişik oranlardaki karışımından oluştuğu anlaşıldı. Bu filmlerde c-ekseninin film yüzeyine dik doğrultuda yöneldiği görüldü. Gümüş katkılı numunelerde (Ag/MgO altlıkta üretilen), gümüş katkısız numunelerle (MgO altlıkta üretilen) kıyaslandığında; Bi-2223 ve Bi-2212 fazlarının daha yüksek kristalleşme oranı, daha fazla c-ekseni yönelmesi, daha düşük c sabiti (yaklaşık % 0,7), daha yüksek kritik sıcaklık ( p=0'da 107 K) ve daha yüksek kritik akım yoğunluğu (77 K'de Jc= lxlO4 A/cm2 ) gözlendi. MgO altlık üzerinde üretilen ince film numunelerinin, tavlama sıcaklığı olan 860°C'tan, (i) fırından hızlıca çıkarılarak ve (ii) 10°C/dakika'lık bir soğutma hızıyla oda sıcaklığına soğutulmalarının faz oranlarına etkisi incelendi. Burada hızlı soğutulan numunenin baskın fazının, Bi-2223 (H) olduğu ve yavaş soğutmada ise baskın fazın Bi- 2212 (L) olduğu görüldü. 865°C'ta 20 dakika süreyle tavlanan ince film numunesinin kenar kısımlarında kısmi erimeler görüldü. Bu bölgelerin x-ışınları kırınımı deseninde, numunenin orta bölgesine göre, daha fazla miktarda Bi-2201 çok-düşük sıcaklık fazının (VL) var olduğu anlaşıldı. Ayrıca baskın olarak Bi-2212 fazına sahip ince film numunelerinde (820°C'ta tavlanan numuneler), 600-800°C sıcaklık aralığında gümüşün difüzyon katsayısının sıcaklığa bağlılığı, D=2,2xlO"5exp(-l,2/kT) biçiminde bir denklemi ile ifade edildiği bulundu.
Özet (Çeviri)
SUMMARY Superconducting Bi(Pb)SrCaCuO films have been evaporated on MgO and Ag/MgO substrates (without and with Ag buffer layer) by electron-beam technique. The effects of annealing temperature and Ag buffer layer on superconducting properties of Bi(Pb)SrCaCuO films were investigated by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), critical temperature (Tc), critical current density (Jc) and magnetic susceptibility measurements. It was shown that the annealing of both types of films (on MgO and Ag/MgO substrate) at 835°C, 845°C or 860°C resulted in formation of the mixed Bi-2223 and Bi- 2212 phases with a high degree of preferential orientation with the c-axis perpendicular to the substrate. The higher rate of crystallization of the Bi-2223 and Bi-2212 phases, the higher degree of c-axis orientation, the reduced lattice parameter c (by 0,7 %), the significantly enhanced critical temperature (Tc=107 K at p=0) and critical current density (Jc= lxlO4 A/cm2 at 77 K) were observed for Ag doped films (on Ag/MgO substrates), in comparison with those for the undoped films (on MgO substrates). The effect of cooling rates on the phase ratio of samples were investigated for two types of samples: (i) the quenched ones (approximately 1000°C/min.) by taking the sample out of the furnace in air and (ii) the slowly cooled ones in the furnace with a rate of 10°C/min. It was observed that quenching of samples resulted mainly in the Bi-2223 phase (H) whereas the slowly cooled sample consisted of mainly Bi-2212 phase (L). Annealing the sample at 865°C for 20 minutes caused partial melting at the edges of the thin film sample. The x-ray diffraction patterns of this partially melted regions showed that the majority of the reflections corresponded to the Bi-2201 phase (VL) whereas the middle region of the sample had reflections mainly due the Bi-2212 phase. The temperature dependence of the Ag diffusion coefficient in Bi-2212 films in the range 600°C - 800°C was found to obey the relation D=2,2xlO"5exp(-l,2/kT).
Benzer Tezler
- Electrical and magnetic properties of Bi(Pb)SrCaCuO superconductor thin film produced by sputtering method
Saçılma yöntemi ile üretilen Bi(Pb)SrCaCuO süperiletken ince filmin elektiriksel ve magnetik özellikleri
GÜRCAN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET VARİLCİ
- Some physical and magnetic properties of dc sputtered Bi(Pb)SrCaCuO thin film
Doğru akım püskürtme yöntemi ile üretilmiş Bi(Pb)SrCaCuO ince filmlerin bazı fiziksel ve manyetik özellikleri
SEVGİ BAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. AHMET VARİLCİ
- The effect of Au diffusion-doped on structural, superconducting and mechanical properties of Bi1.8Pb0.35Sr1.9Ca2.1Cu3Oy
Bi1.8Pb0.35Sr1.9Ca2.1Cu3Oy süperiletkeninde Au difüzyonunun yapısal, üstüniletkenlik ve mekanik özellikleri üzerine etkisi
ÖZGÜR ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CABİR TERZİOĞLU
- (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O süperiletken bileşiğinin 110K fazına termo-mekaniksel işlemlerin etkisi
Effects of thermo-mechanical processes in the 110K phase of (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O superconductors
FİLİZ BAYTOSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MUSTAFA TEPE
- Yüksek sıcaklık süperiletken malzemelerin üretimi ve fiziksel özelliklerinin tayini
Preparation and physical characterization of high temperature superconductors
AHMET KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GENCER