Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerinde ısı kapasitesi ölçümleri
Heat capacity measurements on hight superconductors
- Tez No: 77851
- Danışmanlar: PROF. DR. TEZER FIRAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
IV ÖZET Bu çalışmada yüksek duyarlılıkta ve tekrarlanabilirlikte ısı kapasitesi ölçüm sisteminin tasarlanıp kurulması ve yüksek sıcaklık üstüniletkenlerde oksijen stokiyometrisinin üstüniletken özelliklere etkisi elektriksel direnç magnetizasyon ve ısı kapasitesi ölçümleri ile araştırılması amaçlanmıştır. Kurulan adyabatik ısı kapasitesi ölçüm sistemi sürekli ısıtma yöntemini kullanarak 30 K-300 K sıcaklık aralığında bilgisayar kontrollü deney yapma yeteneğine sahiptir. Sistemin yapılan karakterizasyonları sonunda sıcaklık ayırma gücünün 0.000 İK olduğu görülmüştür. Ölçüm sisteminin tekrarlanabilirliğinin % 0.1 ve deneysel noktaların saçılmasının ise % 0.01 olduğu, boş örnek tutucu ölçüm sonuçlarından anlaşılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda ısı kapasitesindeki hata % 1 olarak belirlenmiştir. Kuramsal hesaplamalar ve deneysel yapılan adyabatik koşul testleri sonucunda ölçüm sisteminin adyabatiklik koşullarının deney hatalarının içinde kalmaktadır. Üstüniletkenlerin ısı kapasitesi ölçümleri için farklı oksijen stokiyometrisindeki YBCO ve BPSCCO örnekler kullanılmıştır, örnekler katıhal tepkimesi metoduyla hazırlanmıştır. Örneklerin karakterizasyonu TGA, X-ışınlan rı kırınım, elektriksel direnç ve magnetik duygunluk ölçümleri ile yapılmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda biri dışında YBCO ve BPSCCO örneklerin, tek faz üstüniletken oldukları belirlenmiştir. 77 K- 300 K sıcaklık aralığında yapılan ısı kapasitesi ölçümlerinde üstüniletken geçiş sıcaklığında ikinci dereceden bir faz geçişi gözlenmiştir. Faz geçiş yüksekliği artan oksijen miktarı ile artmaktadır. Bu artışın, Cu02 düzlemlerindeki oksijen miktarından kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Faz geçiş yüksekliği örgü öz ısısının ancak %1. 5-3.5 karşlık gelmektedir bu da yüksek sıcaklık üstüniletkenlerin yığın özelliğinin göstergesidir. Faz geçiş yüksekliği geleneksel üstüniletkenlerle karşılaştırıldığında küçük ve yayvandır. Bunun nedeni yüksek sıcaklık üstüniletkenlerin % uyuşum uzunluğunun ~10 Â olmasıdır. Küçük uyuşum mesafesi,salınım etkilerini artırırken üstûniletkenliğin yapısal bozukluklara bağımlılığına da neden olmaktadır. Üstüniletkenlik özellikleri en belirgin olan örnek üzerinde yapılan hesaplamalarla ısı kapasitesindeki salınım etkisi irdelenmiştir.
Özet (Çeviri)
VI ABSTRACT In this work, a heat capacity measurement system which has high sensitivity and reproducibility designed and constructed. The investigation of the effect of oxygen stochiometry on the superconducting properties of high Tc superconductors was aimed. For this purpose electrical resistivity, magnetic susceptibility and heat capacity experiment were performed. The constructed system is a computerized adiabatic calorimeter which has temperature resolution of about 0.1 mK and operates in the temperature range of 30 K-300 K. The system was designed to measure heat capacity of solids as function of temperature by adapting continuous heating method. From empty sample holder measurements it was concluded that system is 0.1% reproducible and the scattering on the data is about 0.01%. The calculated error on the heat capacity results is only %1. Theoretical calculations and experimental tests revealed that the non-ideality of adiabatic conditions of the system is within the experimental error interval. The YBCO and BPSCCO samples having different oxygen stochiometry were prepared by solid-state reaction method. The characterization of the samples was done by TGA, X-ray diffraction, electrical resistance and magnetic susceptibility measurements. From the result of these measurements it is determined that except one YBCO sample, all the others were single phase superconductors. A second order phase transition jump is observed from the heat capacity measurements in 77 K-300 K temperature interval. The phase transition jump increases with the increasing of oxygen amount in the Cu02 layers. The bight of the jump is varying from 1.5% to 3.5% of the total specific heat which is the nature of the bulk superconductivity. With respect to the conventional superconductors, phase transition jump is small and broad which is the result of small coherence length of 10Â. The small coherence length increases fluctuation effects and also causes the dependence of superconducting properties on structural defects. The fluctuation effects on the heat capacity of YBCO is investigated on the sample that shows clear superconducting properties.
Benzer Tezler
- Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerinde vorteks bölgesinin özellikleri
The properties of vortex states in high temperature superconductors
SENİYE KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER ÖZBAŞ
- Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerinde mikrodalga yüzey direnci ve manyetik kaldırma kuvetinin hesaplanması için yeni bir yöntem
A novel method for calculating of microwave surface resistance and magnetic levitation force of high temperature superconductors
KENAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiAhi Evran ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ YILDIZ
- Katkılanmış yüksek sıcaklık üstüniletkenlerinde yük taşıyıcıların incelenmesi
Investigation on the charge carriers in the doped high-Tc superconductors
OSMAN KAYMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEZER FIRAT
- Impurity effects and symmetry of the order parameter in high-temperature oxide superconductors
Yüksek-sıcaklık oksit üstüniletkenlerinde safsızlık etkileri ve düzen parametresinin simetrisi
MEHMET BAYINDIR
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. ZAFER GEDİK
- Fabrication of mesa structures on superconducting Bi2Sr2CaCu208+x single crystals
Üstüniletken Bi2Sr2CaCu208+x tek kristaller üzerine mesa yapılarının üretilmesi
CİHAN KURTER
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. LÜTFİ ÖZYÜZER