بررسی درجا برروی فاز ابر ساختاری OII بوسیله پراکندگی با تفکیک بالا از نمونه های چند بلوری YBCOx در دمای C‌ ̊ 300

نویسندگان

دانشگاه کاشان

چکیده

فاز ابر ساختاری ارتورمبیک  (OII)  II در نمونه های چند بلوری YBCOx  با استفاده از فناوری تابش سینکروترونی با تفکیک بالا  (HRPD) وبه صورت آزمایش درجا در دمایC   ̊ 300 دیده شد.  از پالایش ریتولد برای تحلیل الگو های پراش از نمونه های تهیه شده تحت فشار جزیی اکسیژن مناسب استفاده شده است. مطالعه ما نشان می د هد که پس از جذب اکسیژن  نمونه دچار انتقال فاز ساختاری از تتراگونال به فاز ابرساختار OII در ضریب اکسیژن  x ≈0.6 می گردد. مطابق با مطالعه قبلی ما این انتقال فاز از قاعده تراز گیبس برای انتقال فاز مرتبه اول پیروی می کند. شواهد مبنی بر وجود فاز ابر ساختاری OII غالب در نمونه های پودری در دمای  ̊C300  می تواند تصحیح قابل توجهی در نمودار فاز ساختاری  YBCOxبشمار آید که از موضوعات مورد بحث و سابقه دار بوده و از نظر کاربردی مورد توجه می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

In-situ HRPD study of superstructure OII phase in polycrystalline samples of YBCOx at 300 ºC

چکیده [English]

Superstructure orthorhombicII (OII) phase in polycrystalline samples of YBCOx was observed by using synchrotron in-situ high resolution powder diffraction (HRPD) techniques at 300˚C. Rietveld method (RM) refinement was employed to analyse the collected diffraction data under proper oxygen partial pressure atmospheres. Our study indicates that by oxygen uptake, the samples undergo structural phase transition from initial tetragonal phase to the superstructure OII phase with x ≈0.6. According to our previous study this transition follows 1st order Gibbs lever role. Evidence for exsistence of dominated OII superstructure in powder samples at 300 ˚C, makes a valuable correction on the YBCOx’s structural phase diagram, which has been historically controversial and also would be interesting for applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HTc superconductor
  • Super structure
  • Phase transition
  • Synchrotron radiation
  • Neutron diffraction
[1] Ceder G., "A computational study of oxygen ordering in YBCO and its relation to superconductivity” Molecular Simulation 12 (1994)141

[2] Blagoev K. B., Wille L. T., ”First-order phase transition between orthorhombic phases in YBCO” PRB 48 (1993) 6588.

[3] Gerdanian P., Picards C., ”Some experimental evidence concerning the location of the OI–OII phase boundary in YBa2Cu3Oz”, Physica C 204 (1993)419.

[4] Matic V. M., Milic M., Lazarov N. D., ” Phase diagram of oxygen ordering in YBa2Cu3O6+2c: The three-atom interactions”, Physica C 422 (2005)1.

[5] Zimmermann M. V., Schneider J. R., Frello T., Anderson N. H., Madsen J., Käll M., Poulsen H. F., Liang R., Dosanjh P., Hardy W. N., ” Oxygen-ordering superstructures in underdoped YBa2Cu3O6+x studied by hard x-ray diffraction” PRB 68 (2003) 104515.

[6] Salje E. K. H., “Phase Transition in Ferroelastic and co-Elastic crystals”, Cambridge Univ. Press (1990).

[7] Schleger P., PhD Thesis, “Thermodynamics of oxygen ordering in YBCO”, University of British Columbia, Canada (1992).

[8] Mercer M., PhD thesis, “A study of oxygen in the YBCO, H-Tc superconducting material”, University of Salford, (1996).

[9] Poulsen H. F., von Zimmermann M., Schneider J. R., Andersen N. H., Schleger P., Madsen J., Hadfield R., Casalta H., Liang R., Dosanjh P., Hardy W., “Structural phase transitions in bulk YBa2Cu3O6+x with x=0.35 and x=0.36” PRB 53 (1996) 15335.

[10] Liang R., Bonn D.A., Hardy W.N., ”Preparation and X-ray characterization of highly ordered ortho-II phase YBa2Cu3O6.50 single crystals”, Physica C 336 (2000)57.

[11] Manca P., Sanna S., Calestani G., Migliori A., Lapinskas S., Tornau E.E., ”Orthorhombic low-temperature superstructures in YBa2Cu3O6+x” PRB 63 (2001) 134512.

[12] Islam Z., Liu X., Sinha S.K., Lang J.C., Moss S.C., Haskel D., Srajer G., Wochner P., Lee D.R., Haeffner D.R., Welp U., “Four-Unit-Cell Superstructure in the Optimally Doped YBa2Cu3O6.92 Superconductor”, PRL 93(2004)157008

[13] Strempfer J., Zegkinoglou I., Ru¨tt U., von Zimmermann M., Bernhard C., Lin C.T., Wolf T., Keimer B., “Oxygen Superstructures Throughout the Phase Diagram of (Y, Ca)Ba2Cu3O6-x”, PRL 93 (2004)157007

[14] Seo H.W., Chen Q.Y., Iliev M.N., Johansen T. H., Kolev N., Welp U., Wang C., Chu W.K., “Chain –oxygen ordering in twin-free YBa2Cu3o7-δ single crystals driven by 20-Kev electron irradiation”, PRB 72(2005)052501

[15] Khoshnevisan B., Ross D.K., ”An in-situ powder diffraction study of the structural mixed phase of YBCOx at 200̊C and 300̊C”, Iranian J. Crystallography and Mineralogy 1 (2007) 243.

[16] Yakhou F., Plakhtya V.B., Stratilatovb A., Burleta P., Lauriatc J.P., Elkaimc E., Henrya J.Y., Vlasovd M., Moshkind S., “The 2√2 a0 × √2 b0 × c0 herringbone phase of YBa2Cu3O6 + x. No oxygen ordering but an alien oxide, BaCu3O4”, Physica C 261(1996)315.

[17] Young R.A. “The Rietveld Method”, Oxford Science Publications (1993).