Ho(1-x)ErxNi2B2C yapısında gözlemlenen burgaç oluşumu
Vortex formation in Ho(1-x)ErxNi2B2C
- Tez No: 713082
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KERİM RAMAZANOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Nadir toprak elementlerinin farklı oranlardaki katkılanmaları ile Ho(1-x)ErxNi2B2C (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75, 1) tek kristal numunelerdeki manyetik düzen gerek manyetizasyon deneyleriyle gerekse nötron difraksiyon deneyleriyle incelenmiştir. Kristal yapıda olan numunelerimizden nötron deneyleri sırasında güçlü sinyaller elde edebilmek adına elimizdeki birden çok tek kristalin birlikte yönlendirilmesi, Laue X-ışını ölçümleriyle, Kanada'da (Hamilton, Ontario) McMaster Üniversitesi bünyesinde bulunan Brockhouse Institute for Materials Research (BIMR)'de yapılmıştır. Manyetizasyon ve manyetik duygunluk ölçümleri de yine aynı enstitünün PPMS (Physical Properties Measurement Systems), yani Fiziksel Parametreler Ölçüm Düzeneği, manyetik ve Küçük Açı Nötron Saçılması KANS (Small Angle Neutron Scattering, SANS) deneyleri ise Washington DC, ABD'de kurulu bulunan National Institute of Standards and Technology (NIST) enstitüsünün nötron kısmı olan NIST Center for Neutron Research (NCNR) laboratuvarında sırasıyla BT-9, NG-7, NG-5 ve BT-7 deney mahalleri (beam-line) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geçiş sıcaklığı, R2CuO4 süperiletken bileşiğinde, R'nin Er ve Ho olduğu durumlar için yaklaşık 10 K'dir. Ne var ki, bu malzemeleri asıl ilginç kılan husus, bunların, içlerinde tam da bu sıcaklıklar civarında bir manyetik düzen oluşturmalarıdır. Nadir toprak kısmın yapısına bağlı olmakla birlikte süperiletkenlik ile manyetizma arasındaki bağlaşma, yeniden girilen süperiletkenliğin oranlı ve oransız antiferromanyetizma ile eşzamanlı olarak varolmasından tutun da zayıf bir ferromanyetik düzen ile tamamıyla oransız antiferromanyetik bir spin modülasyonunun birlikte varolmasına kadar çeşitli fazların oluşmasına sebebiyet verir. Tüm bu fazlar süperiletkenlik ile eşzamanlı olarak varolurlar.“Saf”bileşiklerdeki manyetik düzen RKKY manyetik etkileşmesi ile açıklanmış olup katkılı numunelerdeki manyetik yapıyla saf numunelerin manyetik yapıları üzerinde yapılan nötron saçılması deneylerinin sonuçları da karşılaştırılmıştır. Saf Ho yapısında Er katkısının artmasıyla 1. Derece düzenli fazdan 3D XY düzen değerlerine doğru bir değişim gözlemlenmiştir. Özellikle Er katkısının oranı 0.75 olduğunda manyetik pik diğer numunelerden daha farklı bir yansıma oluşturmuş ve bu pik, daha önce başka bir araştırmada R2CuO4 (R = Nd ve Pr) kuantum mıknatısında gözlemlenmiş olan manyetik tepe profiline benzetilmiştir.
Özet (Çeviri)
After the excitement of finding FeAs-based metallic room temperature superconductivity in the past ~ 10 years or so, we once more turned our attention (and our hopes) toward the study of magnetic properties of some other magnetically interesting SCs. Even though these properties were studied in many known previous structures, there are still unstudied subjects or partially untouched compounds. We are currently looking for an opportunity to fill one of these gaps with (Ho and Er)Ni2B2C s and their internally doped ones. In order to study these findings in detail, however, the magnetization studies were carried out prior to neutron experiments. Rare earth (R) nickel borocarbides RNi2B2C have managed to stay a current research topic for more than 25 years. The reason for this longtime attraction is related to their magnetic low temperature states which occur in the vicinity of temperatures with superconductivity. Different magnetic ground states are available depending on the magnetic rare earth ion and out of these states, the most interesting one is the ferromagnetic one seen with R=Er case. Realization of a ferromagnetic ground state which orders within a superconducting phase is a rare physical event in solid state. This special condition carries an opportunity to study the spontaneous vortex lattice (VL) formation in ErNi2B2C. Spontaneous VL formation has been studied in RNi2B2C SC family with R=Er in single crystal samples. However, in almost every study, not only the directional effect but also different magnetic field strength effects were not applied. On the other hand, in HoNi2B2C VL scattering was sought by many groups and researchers with the SANS technique. However, for this SC, a VL pattern, in other words a well-formed LRO of Abrikosov lattice of vortex quanta was not observed. Therefore, in order to study this major difference between R=Er, and Ho nickel borocarbides, we grew single crystals of Ho doped ErNi2B2C (or vice versa) single crystal samples. Thus, RKKY interactions were studied in a way of tuning them between these two rare earth elements starting with pure Er and doping it with Ho and ending with pure Ho. It is aimed to get the vicinity of a possible quantum critical doping level where we lose the VL intensity in the Ho(1-x)ErxNi2B2C samples. In magnetization studies it has been found that as Er amount increases in the samples, the Tc obtained under H decreases to the vicinity of T~ 5 K where reentrance is completed and the FC and ZFC values are different. This difference is more pronounced for the doped samples. The difference of FC and ZFC can be explained with the idea of having some trapped fields in the samples, this makes it even more interesting since the same difference is not so large for the pure samples. For the pure samples, the Meissner effect is almost completed in both cooling ways. Therefore, they show superconductivity. The AFM reentrance behavior for pure Ho was also observed. The single crystal quality was studied by Laue technique. The tetragonal base of the crystals was determined. This guaranteed that our single crystal samples were free from any twinning and other imperfections. This was at least true for several 100s of micro-meter thickness of the surface. We had aligned all of our crystals and they had been made ready to be investigated by neutron studies. On our first neutron experiments, we focused on the pure ErNi2B2C (x=1) and doped x=0.25, 0.5 single crystals at NIST in the summer of 2019. In order to minimize the neutron absorption issue, all of our samples were grown by using 11B isotope. We started our experiments using an Al plate to hold 6 co-aligned pure crystals. However, the Al plate was accidentally bent during the sample insertion into the magnet, so we changed it to a Si wafer holder. With GRASP analysis program, we observed that the peak positions of different temperature data are all in the vicinity of q~0.0051 Å-1 which is the calculated q position for the applied magnetic field strength of H=1180 G (0.118 T). Due to several instrumental control issues, we needed to measure the current which is fed to the superconductor magnet. This way we had found ourselves using a specific current of H=1180 G which we could not change at all. For these measurements between T=7 K down to 2.7 K, we collected a VL scattering signal with a square-like pattern. Some spots emerged on the corners of the VL which are elongated blobs with weak intensities for this range temperature, while for the low temperatures the spots become sharper. However, because of the change in the background scattering below T
Benzer Tezler
- Investigation of mechanical and superconducting properties of y(1-x)ho(x)ba(2-y)nd(y)cu(3)o(7-δ) superconducting samples by experimental and theoretical methods
Y(1-x)ho(x)ba(2-y)nd(y)cu(3)o(7-δ) süperiletken malzemelerin mekanik ve süperiletkenlik özelliklerinin deneysel ve teorik metotlarla incelenmesi
NAMIK KEMAL SARITEKİN
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN GÖRÜR
PROF. DR. CABİR TERZİOĞLU
- Hem oksijenaz-1'in radyasyon enteriti üzerine etkileri
The effects of heme oxygenase-1 in radiation enteritis
MURAT GİRİŞ
- Otizm spektrum bozukluğu olan çocukların annelerinde HO-1, NRF-2, keap1 düzeylerinin değerlendirilmesi
Assessment of HO-1, NRF2 and keap1 levels in mothers of children with autism spectrumdisorder
HATİCE TAKATAK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
PsikiyatriHarran ÜniversitesiÇocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMZA AYAYDIN
- Bi2O3' e Ho2O3, Eu2O3 ve Er2O3 katkılanarak elekrolit malzeme sentezi ve termoelektriksel özelliklerinin karakterizasyonu
Synthesis of electrolyte materials by doping Ho2O3 ,Eu2O3 and Er2O3 to Bi2O3 and characterization of thermoelectric features
SEVDA YETİMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ DAĞDEMİR
- Yeni furil halkası içeren kalkonların ve triazolinlerin sentezi
Synthesis of triazolines and chalcones including furyl rings
FUNDA KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KERİMAN GÜNAYDIN