Potasyum katkısının YbCO yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin elektriksel ve magnetik özellikleri üzerine etkisi
The Effect of potassium doping on electrical and magnetic properties of YbCO high temperature superconductors
Yazar: ALİ ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. SELAHATTİN ÇELEBİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1999
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Aktivasyon enerjisi = Activation energy ; Elektriksel özellikler = Electrical properties ; Manyetik özellikler = Magnetic properties ; Potasyum = Potassium ; Süper iletkenler = Superconductors

Özet:
Bu çalışmada, YBCO (123) yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde potasyum (K) katkısının etkisi, XRD, elektriksel özdirenç ve kritik akım yoğunluğu ölçümleri ile araştırıldı. Yı_0>2xBa2-o,2xKxCu3Oy (x=0 ve x=0,4) kompozisyonlu numuneler katı hal tepkime yöntemi ile hazırlandı. Süperiletken numuneler XRD ölçümleri ile karakterize edildi. XRD verilerinden saf YBCO ve K-katkılı YBCO'nun ortorombik yapıya sahip olduğu görüldü. Elektriksel özdirenç ölçümleri, kritik sıcaklık Tc'nin K-katkı işleminden dolayı, bir miktar düşük sıcakhğa kaydığını gösterdi. Bu işlem aynı zamanda ısıl destekli akı akışı (TAFF) için aktivasyon enerjisini ve kritik akım yoğunluğunu azalttı. Her iki numune için, 0-760 mT magnetik alan aralığında özdirenç geçişleri, sıfir alan altoda soğutma işlemi uygulanarak gerçekleştirildi. TAFF için aktivasyon enerjileri, bu magnetik alan aralığı altında ölçülen sıcakhğa karşı özdirenç eğrilerinin Arrhenius çiziminden elde edildi. Kritik akım yoğunluğunun magnetik alan bağlılığı 77 K'de, sıfır alan allında soğutmadan sonra, uygulanan magnetik alan artırılırken ve azaltılırken ölçüldü. Saf YBCO numunesi için, alanı artırma ve uygulanan 6 mT'lık bir alandan sonra azaltma yönünde kritik akım histeresizi gözlendi. AC alınganlık ölçümünden, saf YBCO numunesi için geçiş sıcaklığı belirlendi ve sıcakhğa bağlı kritik akım yoğunluğu Clem modeli kullanılarak hesaplandı. Bu değerlerin dört nokta yöntemi ile 77 K'de elde edilen kritik akım yoğunluğu değerleri ile uyum içinde olduğu görüldü. Anahtar Kelimeler: YBCO Yüksek Sıcaklık Süperiletkenleri, K-katkısı, Aktivasyon Enerjisi, Kritik Akım, Isıl Destekli Akı Akışı (TAFF), AC Alınganlık.

Abstract:
The Effect of Potassium Doping on Electrical and Magnetic Properties of YBCO High Temperature Superconductors In this study, the effect of potassium (K) doping on YBCO (123) high temperature superconductors has been investigated in terms of XRD, electrical resistivity and critical current density measurements. The samples with nominal compositions Y1^2xBa2-o,2XKxCu30y (x=0 and x=0,4) were prepared by solid state reaction method. The superconducting samples were characterized by XRD measurements. It was seen from XRD data that the pure YBCO and K-doped YBCO had orthorombic structure. The electrical resistivity measurements showed that the critical temperature Tc shifted slightly to lower temperature due to K-doping process. This process also decreased the activation energy for thermally activated flux flow (TAFF) and the transport critical current density. The resistive transitions in the magnetic field range of 0-760 mT were performed employing zero field cooling procedure for both samples. The activation energy values for TAFF were obtained from the Arrhenius plot of the resistivity versus temperature curves which were measured under this magnetic field range. The magnetic field dependence of the critical current density was measured at 77 K after zero field cooling when the applied magnetic field was impressed and removed. For the pure YBCO sample, the transport critical current hysteresis was observed in the field increasing and decreasing direction after an excursion of the field to 6 mT. From AC susceptibility measurement, the transition temperature was determined and the temperature dependent critical current density was calculated using Clem model for the pure YBCO sample. It was seen that these values were in agreement with the values of the critical current density obtained from four probe tecnique at 77 K. Key Words: YBCO High Temperature Superconductors, K-doping, Activation Energy, Critical Current, Thermally Activated Flux Flow (TAFF), AC Susceptibility. VI