توصيفگر ها :
ابررسانايي , مقاومت الكتريكي , پذيرفتاري مغناطيسي , مقاومت الكتريكي , چگالي جريان بحراني
چكيده فارسي :
با توجه به اهميت ابررسانايي مخصوصاً ابررساناهاي دمابالا و مبهم بودن سازوكار جفت‌شدگي الكترون‌ها در اين نوع ابررساناها، پژوهشگران اين حوزه از فيزيك، با آلايش عناصر مختلف با تركيبات ابررساناهاي دمابالا به تشخيص رفتارهاي مختلف اين ابررساناها در شرايط و آلايش‌هاي گوناگون پرداخته‌اند. هدف اين پژوهش، بررسي تاثير آلايش عنصر مغناطيسي Mnبر خواص تركيب ابررساناي Y1-xMnxBa2Cu3O7- در جايگاه ايتريوم كه با استفاده از روش استاندارد حالت جامد ساخته شده است، مي باشد. آزمون پذيرفتاري مغناطيسي، مقاومت الكتريكي، آزمون بررسي ساختاري XRD و ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام شد. همچنين به دليل اهميت ويژه چگالي جريان بحراني در ابررساناهاي دمابالا آزمايش اندازه گيري چگالي جريان بحراني نمونه‌ها صورت گرفت. در نتايج نمودار پذيرفتاري مغناطيسي، تغييرات دماي گذار ابررسانايي( (Tc بر حسب مقادير مختلف آلايش 01/0، 009/0، 006/0،0x= خيلي آشكارا و بزرگ نيست و دماي گذار نمونه‌ها نسبت به نمونه خالص، تغيير نكرده است. با توجه به اينكه با حضور عناصر مغناطيسي در تركيب ابررسانا بايد شكست جفت الكترون‌ها را به دنبال داشته باشيم و به دنبال آن دماي گذار بايد به صورت قابل توجهي كاهش يابد، عدم تغيير در دماي Tc با حضور عنصر مغناطيسي منگنز، ظاهرا بيانگر تبعيت رفتار نمونه‌هاي ابررساناي ايبكو از نظريات جديد ابررسانايي از جمله جفت شدگي الكترون ها توسط نوسانات اسپيني مي‌باشد. در آزمون مقاومت الكتريكي، نيز اين عدم تغيير زياد در Tc آشكار و تكرار شده است. در نمودار مقاومت الكتريكي، پهناي گذار، براي همه نمونه‌ها تقريبا مشابه و بسيار كم بوده است كه نشان دهنده كيفيت ساخت مشابه نمونه‌ها، همگني نمونه و نيز اتصالات دانه‌اي قوي مي‌باشد. همچنين شيب يكسان نمودارها در حالت هنجار در نمودار مقاومت الكتريكي، نشان‌دهنده ثابت ماندن تعداد حاملان بار نسبت به آلايش ناخالصي منگنز مي‌باشد. در بخش هنجار نمودار مقاومت الكتريكي، مقاومت همه نمونه‌ها به صورت خطي كاهش پيدا مي‌كند كه بيانگر رفتارفلز گونه بودن نمونه‌ها مي‌باشد. براي مشاهده تغييرات در ساختار بلوري نمونه، آناليزXRD مورد استفاده قرار گرفت كه نتايج به دست آمده از تحليل پراش پرتو ايكس نمونه‌ها و آناليز ريتولد و مقايسه آنها با كارت هاي استاندارد، ساختار راست‌گوشه ارتورومبيك با گروه Pmmm و تك فاز بودن نمونه‌ها تاييد گرديد. تغييرات ناچيز پارامتر شبكه c بر حسب آلايش‌هاي مختلف، با نتايج عدم تغييرات در دماي گذار به‌دست آمده از نمودارهاي پذيرفتاري و مقاومت الكتريكي، تطابق دارد. آنچه كه از تحليل تصوير SEM به دست آمد ريزتر شدن اندازه متوسط دانه‌ها و جفت شدگي بالاي دانه‌ها را نشان مي‌دهد. اندازه‌گيري چگالي جريان بحراني نمونه‌ها، نشان مي دهد كه آلايش منگنز تاثير زيادي در افزايش چگالي جريان بحراني نداشته است.
چكيده انگليسي :
Considering the importance of superconductivity, especially high-temperature superconductors, and the ambiguity of the coupling mechanism of electrons in these types of superconductors, researchers in this field of physics, by doping of various elements with high temperature superconductors, have studied the different behaviors of these superconductors in various conditions and impurities. The aim of this research is to investigate the effect of doping of Mn magnetic element impurity on the properties of Y1-xMnxBa2Cu3O7- δ superconducting compound, which was substituted for the Yttrium site. The samples were prepared using standard solid state reaction method. Magnetic susceptability test, electrical resistance test, XRD structural and scanning electron microscope were performed. Also, due to the special importance of critical current density in high-temperature superconductors, an experiment was conducted to measure the critical current density of the samples at 77 K. In the results of the magnetic susceptibitliy measuerements, the changes of Tc according to different amounts of Mn contamination x= 0, 0.006, 0.009, 0.01, are not very obvious and large, and the temperature of the samples has not changed compared to the pure sample. Considering that with the presence of magnetic elements in the superconducting composition, we should follow the breakdown of electron pairs, this observation apparently indicates the compliance of the behavior of YBCO superconducting samples with the new theories of superconductivity, including the coupling of electrons by spin fluctuations. In the electrical resistance test, this lack of change in Tc has also been revealed and repeated. In the electrical resistance measurements, the transition width was almost similar and very low for all samples which shows the same quality of the samples, the homogeneity of the sample and strong grain connections. Also, the same slope of the graphs in the normal state in the electrical resistance graph indicates that the number of charge carriers remains constant with respect to manganese impurity. In the normal section of the electrical resistance diagram, the resistance of all samples decreases linearly, which indicates the metallic behavior of the samples. To observe the changes in the crystal structure of the sample, XRD analysis was used, the results obtained from the x-ray diffraction analysis of the samples and Rietveld analysis and comparing them with standard cards, orthorhombic structure with Pmmm symmetry group and single phase of the samples were confirmed. The insignificant changes of the crystal parameter c in terms of variuos impurities are consistent with the results of no changes in the transition temperature obtained from the electrical resistance and susceptibility results. The SEM images show the reduction of the average size of the grains and the high coupling of the grains by doping. The measurement of the critical current density of the samples shows that manganese doping did not have a great effect on the amount of the critical current density.
