Determination of Possible Maximum Critical Transition Temperatures with Empirical Model Depending on Structural Disorders-Defects for Bi2.1Sr2.0Ca1.1Cu2.0Oy System

Authors : Ümit ERDEM, Gürcan YILDIRIM

Pages : 393-402

Doi:10.17798/bitlisfen.873698

View : 16 | Download : 17

Publication Date : 2021-06-07

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, katı Bi-2212 süperiletken sisteminin yapısal bozukluklar-kusurlar ve kritik geçiş sıcaklıkları (başlangıç, Tc başlangıç ve ofset, Tc ofset) arasındaki ilişki hazırlık tavlama ortam koşullarına bağlı olarak ilk kez güçlü bir ilişki kurduk. Süperiletken malzemeler, geleneksel katı hal reaksiyon yolu ile 24 saat ila 48 saat arasında değişen tavlama süresi için 10°C sıcaklık adımı ile 830 °C - 850 °C arasındaki farklı tavlama sıcaklık aralıklarında hazırlandı. Sıcaklığa bağlı direnç ölçümleri 30-140 K sıcaklık aralığında yapıldı. Tüm deneysel ve teorik bulgular, tavlama ortamının temel karakteristik özellikleri önemli bir şekilde etkilediğini göstermektedir. En iyi tavlama ortamı, aktif elektron-fonon bağlantı özelliklerinin oluşum olasılığındaki artış ve gezici yük taşıyıcı konsantrasyonlarının optimizasyonu nedeniyle 840 °C 'lik tavlama sıcaklığının ve 24 saatlik sürenin kombinasyonu olduğu bulunmuştur. Benzer şekilde, Cu-3d ve O-2p elektronları arasındaki dalga fonksiyonlarının örtüşme mekanizmasında ve özellikle elektronik durum yoğunluklarının logaritmik dağılımında pozitif katkılar gözlendi. Ayrıca, uygun koşullardaki tavlama ortamı, Bi-2212 sisteminin kristal yapı kalitesini ve kristal yapıdaki taneler arasındaki etkileşimin iyileştirilmesini sağlamaktadır. Tersine, aşırı tavlama ortamı, kristal sistemdeki kalıcı kristal yapı problemlerinin önemli ölçüde artmasına neden olur. Ayrıca, en yüksek ilişkili model, kısa menzilli antiferromanyetik Cu-O2 katmanlarındaki minimum yapısal bozukluklara sahip Bi-2212 süper iletken malzemelerinin, maksimum Tc başlangıç ve Tc ofset değerleri sırasıyla yaklaşık 85.347 K (R2adj=0.9882) ve 87.421 K (r2adj=0.97465) olarak belirlenmiştir.
Keywords : Bi 2212 süper iletken seramik bileşiği, Optimum tavlama ortamı, yapısal bozukluklar kusurlar