Nano boyutta Fe3O4 katkılandırılmış MgB2 süper iletkenin manyetik karekterizasyonu
The magnetic characterization of Fe3O4 nano particle addition in MgB2 superconductors
Yazar: ÖZLEM ÇİÇEK
Danışman: PROF.DR. ALİ GENCER
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada; MgB2'ye ferromanyetik bir malzeme olan Fe3O4 %0-10 arasında çeşitli oranlarda katılaraksüperiletkenlik özelliklerinde herhangi bir gelişme olup olmadığı incelenmiştir. Hazırlanan numunelerinkristal yapısı XRD'si çekilerek incelenmiştir. Bu sonuçlara göre asıl fazda bir değişme olmadığıgözlenmiştir. Hazırladığımız numunelerimizden elde ettiğimiz XRD sonuçlarına göre her bir numune içinayrı ayrı örgü parametreleri hesaplanmış ve a=3,0840Å ve c=3,5267 Å olarak bulunmuştur. Bu sonuçlarliteratürde MgB2 için bulunan sonuçlarla tutarlıdır. Bu bilgi ışığında, numune hazırlanması aşamasındaMgB2 ve Fe3O4 toz karışımında kimyasal bir reaksiyon gerçekleşmediğini söyleyebiliriz.Fe3O4 katkılı her bir malzemenin düşük ac alanlardaki davranışlarının tespiti ise Hac=80, 160, 320, 640,1280 A/m'lik ac alanları uygulanarak, sabit f=111 Hz frekansında ve T=15?40 K sıcaklık aralığındayapılmıştır. Farklı oranda Fe3O4 eklenmesi ile hazırladığımız numunelerden elde edilen ac alan bağımlılıkölçümlerinden, normal durumdan süperiletkenliğe geçişin 38,6K civarında gerçekleştiği gözlenmiştir.Sabit bir manyetik alan altında değişik katkılama oranları için Tp değerlerinde bir kayma gözlenmezken,aynı numune için uygulanan alan arttıkça Tp değerleri daha küçük değerlere doğru kaymıştır.Fe3O4, maalesef amaçlandığı gibi MgB2'nin tane içlerine homojen bir şekilde dağılmadı ve hatta hiçgirmediği söylenebilir, daha çok tane sınırlarında bulunduğu tahmin edilmektedir. Bu özelliğinden dolayısüperiletkenlik özelliklerde sistematik bir iyileşme gözlenmedi. Bunu gidermek için standart MgB2 ilebaşlamak yerine saf element Mg ve B ile nano parçacık ile numune hazırlamaya ihtiyaç duyulmaktadır.Anahtar Kelimeler: MgB2, katkılama, ac manyetik alınganlık, fizik.

Abstract:
MgB2 is a promising superconductor and expected to replace conventional superconductors (for example,NbSn) being used in applications due to its low cost providing that its physical properties are enhanced. Itis shown very recently that Boron is responsible for superconducting properties. MgB2 is classified astype II superconductor and flux dynamics must be controlled in order to enhance physical properties.In this work, we have added nano particles of Fe3O4 (FM) at various percentages from 0% to 10%. Wehave searched the effects of nano-particle content by using the characterization methods of XRD and acsusceptibility. Our XRD measurements show that the additions of Fe3O4 did not change the latticeparameters of pure MgB2. Therefore, we can say that there was not a chemical reaction between MgB2and Fe3O4. According to our ac susceptibility measurements, we find the transition temperature as 38,6K.Under the same magnetic field, the magnitude of addition has not an effect on Tp. On the other hand,application of increasing magnetic field on the same sample decreased the Tp value gradually.Unfortunately, Fe3O4 did not spread homogeneously in MgB2. Moreover, Fe3O4 did not enter the latticestructure of MgB2. It has been envisaging that Fe3O4 is at the grain boundary. Because of that, there wasnot a systematic increase in the superconducting property of the samples. To get rid of this, samples maybe prepared from the starting powders of Mg and B instead of MgB2 as the starting powder.Key Words: MgB2, nano particle addition, ac susceptibility measurements, physics.