Effect of Pr doping on the superconductivity of Bi2[subscript]Sr2[subscript]CaCu2[subscript]Oy[subscript](Bi2212)

การศึกษาผลของการเติมไอออนเพรสซิโอดิเมียมต่อสภาพตัวนำยิ่งยวดของระบบ Bi2[subscript]Sr2[subscript]CaCu2[subscript]Oy[subscript] (Bi2212)

Name: Thipvan Muangon

LCSH: Superconductors -- Magnetic properties

LCSH: High temperature superconductors

LCSH: Praseodymium

LCSH: Superconductivity

Abstract: The purpose of this work is to study the effect of Pr doping on the superconductivity of Bi2Sr2CaCu2Oy (BSCCO) prepared by standard solid state reaction method. The mixed powders were calcined at 800 °C for 24 hours and sintered at 845 °C for 120 hours. The crystal structure, microstructure, and composition of the products, and the oxidation state of praseodymium and copper were determined, as well as their superconducting properties such as resistivity(ρ) and DC molar magnetization(M). The results showed that all samples consisted mainly of the Bi2Sr2Ca1-xPrxCu2Oy (Bi2212) phase with a minor impurity Bi2201 phase. The occurrence of grains with a platelet-like structure was a signature of the Bi2201 phase formation from the Bi2212 matrix, mostly due to the prolonged sintering process. The ESR results together with ESR simulation suggested that some Pr ions might enter the Ca site as Pr4+. The average oxidation state of copper was 2.11-2.24 and the total oxygen content of sample (8+δ) was found between 8.4-8.8, depending on the composition. The superconducting properties were observed from Tc which could be determined by using the four-point probe and SQUID techniques. The results from both methods revealed that Tc decreased with increasing doping concentration. The decrease was due to the fact that the Pr valence was greater than +3 and thus resulted in a decrease in hole concentration of the Cu-O2 layers.

Abstract: ในงานวิจัยนี้ต้องการศึกษาผลของการเติมไอออนเพรสซิโอดิเมียม(Pr)ลงในสารตัวนำ ยิ่งยวดอุณหภูมิสูงในระบบบิสมัท สทรอนเชียม แคลเซียม คอปเปอร์ ออกไซด์ (BSCCO) ที่เตรียม ด้วยวิธีการมาตรฐานปฏิกิริยาในสภาวะของแข็ง เผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และ เผาซินเตอร์ที่อุณหภูมิ 840 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 120 ชั่วโมง ได้ศึกษาโครงสร้างผลึก โครงสร้างจุลภาค องค์ประกอบของสารที่มีอยู่ในชิ้นงาน และ สมบัติของสารตัวนำยิ่งยวด เช่น ความต้านทานและคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ผลจากการศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ พบว่าชิ้นงานที่เตรียมได้ทั้งที่ไม่มีตัวเติมและที่มี ตัวเติม มีโครงสร้างส่วนใหญ่เป็นสารตัวนำยิ่งยวดในระบบที่ต้องการคือ Bi2212 และมีเล็กน้อยที่มี โครงสร้างเป็นสารในระบบ Bi 2201 ผิวหน้าของชิ้นงานมีขนาดเกรนใหญ่ และ การวิเคราะห์ องค์ประกอบของธาตุแต่ละชนิดในชิ้นงานพบว่าให้ค่าสอดคล้องกับสูตรของสารองค์ประกอบที่ คำนวณก่อนการเตรียมชิ้นงาน จากผลการศึกษา ESR สเปกตรัม พบว่าไอออนเพรสซิโอดิเมียม ที่มีเลขออกซิเดชัน4+ อาจ เข้าไปแทนในตำแหน่งของแคลเซียม เลขออกซิเดชันเฉลี่ยของคอปเปอร์อยู่ในช่วง 2.11-2.24 และ ปริมาณออกซิเจนในชิ้นงาน (8+δ) อยู่ระหว่าง 8.4-8.8 ผลการศึกษาสมบัติของสารตัวนำยิ่งยวด พบว่าอุณหภูมิวิกฤตลดลง เมื่อปริมาณตัวเติมมาก ขึ้น การลดลงอาจมาจากไอออนของเพรสซิโอดิเมียมที่มีเลขออกซิเดชันมากกว่า 3+ เข้าไปมีผลให้ ความเข้มข้นของช่องว่างในระนาบของคอปเปอร์ลดลง

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Laddawan Pdungsap

Role: Thesis Advisors

Created: 2005

Modified: 2553-06-22

Issued: 2009-07-28

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH T528e 2005

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Analytical and Inorganic Chemistry

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4536504.pdf	5.25 MB	20	2022-10-25 14:31:59

ใช้เวลา

-0.580586 วินาที