Wide-Range Characterization of Current Conduction in Superconductors-Tuning Their Properties by Nanoscale Modification of Materials
Süperiletkenlerde Akım İletiminin Geniş Kapsamlı Karakterizasyonu-Malzemelerin Nano Ölçekli Modifikasyonuyla Özelliklerinin Ayarlanması
- Tez No: 780994
- Danışmanlar: PROF. DR. JAMES R. THOMPSON
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The University of Tennessee
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
YBCO'nun 1987'de keşfedilmesinden bu yana YBa2Cu3O7-x (YBCO) bazlı kaplanmış iletkenlerin (CC'ler) geliştirilmesinde önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Günümüzde, yüksek sıcaklık süper iletken (HTS) malzemeleri medikal fizik, endüstride geniş uygulama alanlarına doğru ilerlemektedir. ve bilim. Bu malzemelerin başarılı uygulamaları, akım taşıma kapasitesini kontrol eden mekanizmaların net bir şekilde anlaşılmasını gerektirir. Bir HTS'nin destekleyebileceği maksimum akımın, HTS malzemeleri içindeki girdap dinamiklerinden güçlü bir şekilde etkilendiği gösterilmiştir. Bu tezde, yöntemlerin bir kombinasyonunu kullandık: geleneksel taşıma, süpürülmüş bir manyetik alanda manyetometri ve akım yoğunluğu J'ye karşı elektrik alanı E özelliklerini elde etmek için“akı kayması”ölçümleri. Ayrıca, HTS malzemelerinin süper iletken özelliklerini sıcaklık, manyetik alan kuvveti ve alan yönünün bir fonksiyonu olarak belirledik. HTS malzemelerinin ticarileştirilmesindeki bir diğer önemli konu da CC'lerin üretim maliyetidir. Süper iletken filmler, yüksek kaliteli performansa sahip metalik alt tabakalar üzerindeki esnek çift eksenli dokulu kaplama üzerine biriktirilebilmesine rağmen, bu alt tabakalar, yüksek kaliteli HTS kaplamaları elde etmek için birkaç tampon katmanının biriktirilmesini gerektirir. Bu nedenle, bu tezin ikinci bölümünde, Ion Beam Assisted Deposition (IBAD) tampon mimarisinin basitleştirilmesine odaklandık. Basitleştirilmiş bir mimarinin geliştirilmesi, ikinci nesil süper iletken tel üretiminin üretim maliyetinin düşürülmesi için kilit konulardan biridir. Bu tezde, mevcut IBAD şablonunun, standart mimariden arabellek katmanlarından birinin çıkarılmasıyla basitleştirilebileceğini gösterdik. Ek olarak, LaMnO3 (LMO) kapak katmanlarının, bir nanokompozit LMO:MgO kapak katmanının değiştirilmesiyle daha fazla işlevselleştirilebileceğini ve bunun sonucunda LMO matrisi içinde iki fazlı ayrılmış kompozit MgO nanoyapılarının elde edilebileceğini gösterdik. Bu nanoyapılı başlık tampon katmanları üzerinde biriken YBCO kaplamalarının yönlendirmeye bağlı Jc ölçümleri, gelişmiş ilişkili c-ekseni iğneleme ve iyileştirilmiş alan içi Jc performansı ortaya çıkardı. Sonuçlarımız, (i) girdap dinamiğinin daha iyi anlaşılmasının, HTS operasyonunun pratik seviyesini oluşturmak için çok değerli bir araç olduğunun ve (ii) daha verimli, ekonomik, yüksek performanslı süper iletken cihazların arayışında yeni malzeme üretim yaklaşımlarının formüle edilmesinin vazgeçilmez olduğunun altını çiziyor.
Özet (Çeviri)
Significant progress has been made in the development of YBa2Cu3O7-x (YBCO)-based coated conductors (CCs) since the discovery of YBCO in 1987. Nowadays, high temperature superconductor (HTS) materials are advancing toward wide application areas in medical physics, industry, and science. The successful applications of these materials require clear understanding of the mechanisms controlling the current carrying capacity. It has been demonstrated the maximum current that a HTS can support is strongly affected by the vortex dynamics within the HTS materials. In this dissertation, we employed a combination of methods: conventional transport, magnetometry in a swept magnetic field, and“flux creep”measurements to obtain current density J vs. electric field E characteristics. Moreover, we determined the superconducting properties of the HTS materials as a function of temperature, magnetic field strength, and field orientation. Another significant issue in the commercialization of HTS materials is the manufacturing cost of CCs. Although the superconducting films can be deposited on the flexible biaxially textured coating on metallic substrates with high quality performance, these substrates require deposition of several buffer layers to achieve high quality HTS coatings. Hence, in the second part of this thesis, we focused on the simplification of the Ion Beam Assisted Deposition (IBAD) buffer architecture. Development of a simplified architecture is one of the key issues for reduced manufacturing cost of second generation superconducting wire production. In this thesis, we demonstrated that the present IBAD template can be simplified by eliminating one of the buffer layers from the standard architecture. In addition, we displayed that the LaMnO3 (LMO) cap layers can be further functionalized by replacing it a nanocomposite LMO:MgO cap layer, resulting in two-phase separated composite MgO nanostructures within the LMO matrix. Measurements of orientation-dependent Jc of YBCO coatings deposited on these nanostructured cap buffer layers revealed enhanced correlated c-axis pinning and improved in-field Jc performance. Our results underscore that (i) better understanding of vortex dynamics is a very valuable tool to establish practical level of HTS operation and (ii) formulation of novel material fabrication approaches is indispensable in the pursuit of more efficient, economical, high performance superconducting devices.
Benzer Tezler
- Sol-Jel metoduyla hazırlanan metaloksit filmlerin yapısal ve elektriksel karakterizasyonu
Structural and electrical characterization of Sol-Gel derived metal-oxide films
DİLEK TAŞKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET ALTINDAL
YRD. DOÇ. DR. FATİH DUMLUDAĞ
- Tekstil atıksularındaki boyar maddelerin fotokatalitik oksidasyon ile giderimi için zno bazlı katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zno based catalysts for photocatalytic degradation of dyes in textile wastewater
BEYZA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK TÜTER
PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU
- Synthesis of ZnCdSSe, CdSSeTe quaternary and ZnCdSSeTe quinary alloy quantum dots via two phase synthesis method
ZnCdSSe, CdSSeTe dörtlü ve ZnCdSSeTe beşli alaşım kuantum noktacıklarının iki faz sentez yöntemi ile sentezlenmesi
MERVE ERKAN
- Doğal hammadde ve atıklardan alümina-silika esaslı aerojel üretimi
Alumina-silica based aerogel production from natural raw materials and wastes
ÖZGE KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİL TOPLAN
- Ergimiş tuz elektroliz yöntemiyle çeliklerin borlanması ve proses parametrelerinin optimizasyonu
Electrochemical Boronizing of steels in molten salt and optimization of process parameters
GÜLDEM KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERVET TİMUR
