اثر افزودن نانوذرات Gd2O3 بر خواص ساختاری و ابررسانایی YBa2Cu3O7

امیرآبادی‌زاده, احمد; عربی, هادی; کمیلی, مجتبی; حسین زاده, سمیه; مؤمنی لاریمی, زبیده

اثر افزودن نانوذرات Gd2O3 بر خواص ساختاری و ابررسانایی YBa2Cu3O7

نویسندگان

¹ دانشگاه بیرجند

² دانشگاه فردوسی

چکیده

نانوذرات Gd2O3 برای اولین بار، به روش سل ژل احتراقی و ابررسانای دمای بالای YBa2Cu3O7 به روش سل ژل تهیه شدند. الگوی پرتو ایکس از نانوذرات و ابررسانای تهیه شده، تک فاز بودن هر دو را تایید کرد. اندازه متوسط نانوذرات Gd2O3 با استفاده از رابطهی شرر 29 نانومتر برآورد شد، که با نتایج حاصل از تصاویر TEM، هم‌خوانی دارد. نانوذرات با دو درصد وزنی 05/0 و 1/0 به نمونه ابررسانای YBCO اضافه شد. ریخت شناسی، خواص ساختاری و ابررسانایی پودرهای حاصل، به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف پرتو ایکس و اندازهگیری پذیرفتاری متناوب بررسی شد. برازش ریتولد از دادههای پرتو ایکس و نتایج حاصل از سرشتیها نشان دهندهی همزیستی فاز ابررسانایی با نانوذرهی Gd2O3 و کاهش دمای بحرانی ابررسانا به ازای افزایش میزان ناخالصی است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influences of Gd2O3 nanoparticle additions on the microstructure and superconductivity of YBCO

چکیده [English]

Gd2O3 nanoparticles were synthesized for the first time by sol-gel combustion method and YBCO high temperature superconductor by sol-gel method. X-ray powder diffraction pattern of the nanoparticles and prepared superconductor showed single phase by both methods. The average size of Gd2O3 nanoparticles, according to the Scherrer formula, computed 29 nm, which is consistent with the results obtained from the TEM images. The nanoparticles with two weight perecent of 0.05 and 0.1 were added to YBCO superconductor. The morphology, structure and superconducting properties investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and AC susceptibility in product powders respectively. Rietveld refinements from X-ray diffraction data and results of characteristic showed that both Gd2O3 and YBCO phases coexisted in the products and critical temperature of superconductor decreased with increasing additive content.

کلیدواژه‌ها [English]

Gd2O3 nanoparticles
YBCO superconductor
microstructure and superconductivity properties

مراجع

[1] Li Lei, Gaoyang Zhao, Hui Xu, Nan Wu, Yuanqing Chen, “Influences of Y2O3 nanoparticle additions on the microstructure and superconductivity of YBCO films derived from low-fluorine solution”, Materials Chemistry and Physics 127 (2011) 91–94.

[2] Mansoor Farbod, Mohammad Reza Batvandi, “Doping effect of Ag nanoparticles on critical current of YBa2Cu3O7-x bulk superconductor”, Physica C 471 (2011) 112–117.

[3] Shin Yun Chen, In Gann Chen, Ping Chi Hsieh, Maw Kuen Wu, “Effect of Nano-Scale Additions on the Enhancement of Superconductivity in Y-Ba-Cu-O Materials”, Journal of Electroceramics 13 (2004) 857–863.

[4] زرگر شوشتری م.، امینی قنواتی س.، "بررسی ساختار YBa2Cu3O7-δ/Ag با XRD و SEM"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 2 (1378) ص 73-82.

[5] S. Xu, X. S. Wu, G. B. Ma, Z. H. Wang, J. Gao, “Effects of Gd2O3 addition in YBa2Cu3O7-xon the critical current density”, Journalof Applied Physics 103(2008) 714

[6] N.M. Strickland, N.J. Long, E.F. Talantsev, P. Hoefakker, J.A. Xia, M.W. Rupich, W. Zhang, X. Li, T. Kodenkandath, Y. Huang, “Nanoparticle additions for enhanced flux pinning in YBCO HTS films”, Current Applied Physics 8 (2008) 372–375

[7] J. Fransaer, J. R. Roos, L. Delaey, O. Van Der Biest, O. Arkens, J. P. Celis, “Sol‐gel preparation of highTc Bi-Ca-Sr-Cu-O and Y-Ba-Ca-O superconductors”, Journal of Applied Physics 65 (1989) 277-280

[8] L. B. McCusker, R. B. Von Dreele, D. E. Cox, D. LoueËr, P. Scardi, “Rietveld refnement guidelines”, J. Appl. Cryst. 32 (1999) 36-50

[9] عقدایی ر.، محمدصادقی ز.، "تهیه نانوپودر سیلیکات منیزیم و بررسی ریزساختار آن به روش ریتولد"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره2 (1391) ص 365-374.

[10] Xu Sheng, Yu Aiping, Gu Yangni, Wu Xiaoshan, “Effect of Yb2O3 additives on structure and transport properties of YBa2Cu3O7–x”, Journalof Rare Earths 28(2010) 434-437

[11] R.A.young, “ The rietveld method”, Oxford university press, (2002).