Lazer ile yapay çivileme merkezleri oluşturulan YBCO şeritlerin süperiletkenlik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of superconductivity properties of YBCO tapes which have artificial pinning centers formed by laser
Yazar: NESLİHAN TURAN
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÇAVDAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Süperiletkenlerin teknolojide kullanılabilmesi için, yüksek kritik akım yoğunluğuna sahip olmaları önemlidir. Süperiletken malzemelerde kritik akım değerinin artırılması konusunda pek çok çalışma yapılmış ve bu çalışmalarda, nadir toprak elementlerinin yapı içerinde kısmi yer değişikliği, katkı etkisi veya süperiletken olmayan ikincil yapıların katılması ile rastgele çivileme merkezleri oluşturularak kritik akım yoğunluğunun artması sağlanmıştır. Yapılan çalışmalar, yapay çivileme merkezleri oluşturulmasının, kritik akım yoğunluğunun artırılması için önemli bir parametre olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada YBCO şeritler katmanlı olarak sol-jel ve daldırmalı kaplama tekniği kullanılarak hazırlandı. 75 µm kalınlığında Ni-%5W şerit üzerine, (Gd0,9Ho0,1)2O3 tampon katman kaplandı ve karakterize edildi. Tampon katman üzerine YBCO süperiletken katman kaplandı ve karakterize edildi. ns-IR ve ps-UV lazer ile YBCO şeritler üzerinde düzenli kusurlar oluşturularak hangi lazerin kullanılacağı tespit edildi. ps-UV lazer ile düzenli olarak noktasal çizgisel ve dairesel kusurlar oluşturularak, oluşturulan kusurların, çivileme merkezlerinin yerini alıp alamadıkları ve/veya hangi oranda alabildikleri kontrol edildi. Kusurlu örneklerin, 0-5 T aralığında manyetizasyon ölçümleri alındı. Elde edilen M-H döngülerinden Jc değerleri hesaplandı. Yapılan çalışmanın, literatürde mevcut olan çalışmalardan en önemli farkı, kontrollü olarak lazer ile oluşturulan yapay çivileme merkezlerinin etkisinin detaylı şekilde incelenmesidir.

Abstract:
In order for superconducting materials to be used in technology, it is important that they have a high critical current density. Many studies have been carried out on increasing the critical current density in superconducting materials. In these studies, random artificial pinning centers were formed by adding partial displacements, adding effects or non-superconducting secondary structures of rare earth elements to increase the critical current density. Studies have shown that the creation of artificial pinning centers is the important parameter for increasing the critical current density. In this study, YBCO tapes were prepared using sol-gel and dip coating techniques. The Ni-5%W tapes of 75 μm thickness were coated with (Gd0,9Ho0,1)2O3 buffer layer and characterized. Then YBCO superconductor layer was coated and characterized on the buffer layer. Regular defects were formed on the YBCO thin films with ns-IR and ps-UV lasers to determine which laser is suitable to defect formation. Regular pulse, line, and circular defects were created with the ps-UV laser to check that the deformations created could not be artificial pinning centers and/or where they could be. Magnetization measurements of defective samples were taken between 0-5 T. Jc values were calculated from the obtained M-H cycles. The most important difference between the work presented and the studies in the literature is the detailed examination of the laser-controlled artificial pinning centers on the superconducting surface.