Luận án: Ảnh hưởng của Nguyên tố Thay thế lên Đặc tính Siêu dẫn trong Hệ hợp chất Bi 2212

Luận văn TS vật lý khám phá ảnh hưởng nguyên tố thay thế đến siêu dẫn Bi 2212, mở ra hiểu biết mới về vật liệu.

Chuyên ngành
Vật lý
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án

Số trang

140

Thời gian đọc

21 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Khám phá siêu dẫn Bi-2212 và cuprate nhiệt độ cao
Số trang:
140 trang
Chuyên ngành:
Vật lý
Tác giả:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Khám phá siêu dẫn Bi 2212 và cuprate nhiệt độ cao

Vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao (SDNDC) là một lĩnh vực nghiên cứu trọng tâm. Phát hiện ra hiện tượng siêu dẫn trong vật liệu gốm La-Ba-Cu-O năm 1986 mở ra kỷ nguyên mới. Khám phá này dẫn đến hàng loạt vật liệu SDNDC dạng gốm, tinh thể và màng mỏng. Trong số đó, các hợp chất chứa mặt phẳng CuO2 (cuprate) sở hữu nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn (Tc) cao nhất. Vật liệu SDNDC chứa Bismuth (Bi) là hệ tồn tại ba pha siêu dẫn: Bi-2201, Bi-2212, và Bi-2223. Mỗi pha có các Tc khác nhau. Pha Bi-2212 và Bi-2223 có nhiều ưu điểm vượt trội. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật tiên tiến. Nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm vật liệu siêu dẫn mới. Đồng thời nâng cao Tc của các vật liệu hiện có. Mục tiêu là đáp ứng nhu cầu thực tiễn trong kỹ thuật hiện đại.

1.1. Lịch sử và đặc điểm vật liệu siêu dẫn cuprate

Lịch sử phát triển vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao rất phong phú. Vật liệu này thường là các cuprate. Chúng có cấu trúc tinh thể phức tạp. Tính siêu dẫn xuất hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với vật liệu siêu dẫn thông thường. Sự phát triển nhanh chóng của các hợp chất dựa trên đồng oxit đã định hình lại nghiên cứu vật liệu. Các vật liệu này có tiềm năng ứng dụng lớn. Hiểu rõ cơ chế siêu dẫn trong SDNDC vẫn là một thách thức. Nhiều mô hình lý thuyết đã được đề xuất nhưng chưa hoàn chỉnh.

1.2. Các pha siêu dẫn Bi 2212 và Bi 2223 quan trọng

Hệ vật liệu Bi-Sr-Ca-Cu-O có ba pha siêu dẫn chính. Đó là Bi-2201, Bi-2212, và Bi-2223. Mỗi pha được đặc trưng bởi số lượng lớp CuO2. Pha Bi-2212 có công thức tổng quát Bi2Sr2CaCu2O8+δ. Đây là vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao được nghiên cứu kỹ lưỡng. Nó có cấu trúc tinh thể xếp lớp. Các lớp CuO2 là nơi mang tính siêu dẫn. Pha Bi-2223 (Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ) có Tc cao hơn. Cả hai pha đều có ý nghĩa lớn cho các ứng dụng thực tế.

II. Cấu trúc tinh thể và tính chất của siêu dẫn Bi 2212

Cấu trúc tinh thể của vật liệu siêu dẫn Bi-2212 rất quan trọng. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất siêu dẫn. Bi-2212 là một loại cuprate. Cấu trúc của nó bao gồm các lớp Bi-O xen kẽ với các lớp Sr-O, Ca-O và Cu-O. Sự ổn định cấu trúc tinh thể là yếu tố then chốt. Quá trình hình thành pha cần được kiểm soát chặt chẽ. Điều này giúp tạo ra vật liệu có tính siêu dẫn tối ưu. Các nghiên cứu đã tập trung vào ảnh hưởng của các yếu tố chế tạo. Ví dụ, chế độ xử lý nhiệt và môi trường tạo mẫu. Những yếu tố này tác động đến cấu trúc và đặc tính siêu dẫn. Mục tiêu là đạt được nhiệt độ tới hạn (Tc) và mật độ dòng tới hạn (Jc) cao.

2.1. Cấu trúc tinh thể và sự ổn định pha Bi 2212

Vật liệu Bi-2212 có cấu trúc tinh thể phức tạp. Nó thuộc hệ tứ phương hoặc trực thoi. Cấu trúc bao gồm các mặt phẳng CuO2. Các mặt phẳng này là nơi xảy ra tính siêu dẫn. Sự ổn định cấu trúc rất quan trọng. Nó đảm bảo tính chất vật lý mong muốn. Các yếu tố như nhiệt độ nung, thời gian nung ảnh hưởng đến sự ổn định pha. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) là công cụ chính để xác định cấu trúc tinh thể.

2.2. Quá trình hình thành pha Bi 2212 và các pha liên quan

Quá trình hình thành pha trong hợp chất Bi-Sr-Ca-Cu-O rất phức tạp. Nó thường diễn ra qua nhiều bước. Các pha Bi-2201, Bi-2212, Bi-2223 có thể hình thành đồng thời. Kiểm soát nhiệt độ và thời gian phản ứng giúp ưu tiên hình thành pha Bi-2212. Sự hiện diện của các pha phụ có thể làm giảm chất lượng siêu dẫn. Nghiên cứu đã tìm hiểu cơ chế hình thành của từng pha. Điều này nhằm tối ưu hóa quá trình chế tạo vật liệu Bi-2212 tinh khiết.

2.3. Ảnh hưởng công nghệ chế tạo lên cấu trúc tinh thể

Công nghệ chế tạo đóng vai trò quyết định. Nó ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể và tính chất siêu dẫn của Bi-2212. Chế độ xử lý nhiệt có tác động mạnh mẽ. Nhiệt độ và thời gian nung quyết định kích thước hạt và mật độ mẫu. Môi trường nung cũng quan trọng. Nó ảnh hưởng đến sự oxi hóa và khiếm khuyết trong mạng tinh thể. Các yếu tố này cần được kiểm soát để đạt được cấu trúc tinh thể ổn định. Cấu trúc này tối ưu cho tính chất điện và từ.

III. Phương pháp chế tạo và nghiên cứu siêu dẫn Bi 2212

Để nghiên cứu và ứng dụng vật liệu siêu dẫn Bi-2212, việc chế tạo mẫu đạt chất lượng cao là cần thiết. Nhiều phương pháp đã được phát triển. Phương pháp gốm (Solid-state reaction) là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất. Phương pháp này đơn giản và hiệu quả. Nó tạo ra các mẫu có kích thước lớn. Sau khi chế tạo, cần có các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Các phương pháp này giúp đánh giá cấu trúc, tính chất điện và từ. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) xác định cấu trúc tinh thể. Đo điện trở và đặc tuyến I-V đánh giá tính chất điện. Phân tích nhiệt DTA/TGA khảo sát quá trình nhiệt động học. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) quan sát hình thái học bề mặt. Những phương pháp này cung cấp thông tin toàn diện về vật liệu Bi-2212.

3.1. Kỹ thuật chế tạo mẫu siêu dẫn Bi 2212 phổ biến

Phương pháp gốm là kỹ thuật chính. Các oxit hoặc muối cacbonat của Bi, Sr, Ca, Cu được trộn lẫn. Sau đó, chúng được nung ở nhiệt độ cao. Quá trình này thúc đẩy phản ứng pha rắn. Mục tiêu là tạo ra pha Bi-2212 mong muốn. Nhiều chu trình nung và nghiền thường được áp dụng. Điều này giúp đồng nhất hóa vật liệu. Nó cũng thúc đẩy sự phát triển của các hạt. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian nung và áp suất đóng vai trò quan trọng.

3.2. Phân tích cấu trúc và đặc tính điện của mẫu

Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) là phương pháp chuẩn. Nó xác định cấu trúc tinh thể, hằng số mạng và độ tinh khiết pha. Phép đo điện trở theo nhiệt độ (R-T) xác định nhiệt độ tới hạn (Tc). Phương pháp bốn điểm thường được sử dụng. Đặc tuyến điện áp-dòng điện (I-V) đánh giá mật độ dòng tới hạn (Jc). Những phép đo này cung cấp thông tin quan trọng. Chúng giúp hiểu rõ hành vi siêu dẫn của Bi-2212.

3.3. Đánh giá nhiệt động học và hình thái học bề mặt

Phân tích nhiệt vi sai (DTA) và phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) được dùng. Chúng giúp nghiên cứu các quá trình chuyển pha. Chúng cũng xác định nhiệt độ nóng chảy và phân hủy. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) cung cấp hình ảnh chi tiết. Nó cho thấy cấu trúc vi mô, kích thước hạt và mật độ mẫu. Những thông tin này rất quan trọng. Chúng giúp tối ưu hóa chế độ chế tạo. Điều này cải thiện các tính chất vật lý của vật liệu siêu dẫn Bi-2212.

IV. Ảnh hưởng của nguyên tố thay thế lên Bi 2212

Việc thay thế nguyên tố trong mạng tinh thể Bi-2212 là một chiến lược quan trọng. Nó giúp điều chỉnh và tối ưu hóa tính chất siêu dẫn. Các nghiên cứu đã tập trung vào việc thay thế Pb cho Bi. Hoặc thay thế các nguyên tố đất hiếm cho Ca hoặc Sr. Thêm nữa là thay thế kim loại chuyển tiếp 3d cho Cu. Mỗi loại pha tạp nguyên tố đều có ảnh hưởng riêng biệt. Nó tác động đến cấu trúc tinh thể, nhiệt độ tới hạn (Tc) và mật độ dòng tới hạn (Jc). Mục tiêu cuối cùng là tăng cường hiệu suất siêu dẫn. Các nguyên tố thay thế có thể thay đổi mật độ lỗ trống. Chúng cũng có thể gây ra biến dạng mạng tinh thể. Điều này ảnh hưởng đến sự tương tác giữa các lớp CuO2. Từ đó tác động đến tính chất điện và từ của vật liệu.

4.1. Thay thế Pb cho Bi và ảnh hưởng đến tính siêu dẫn

Thay thế chì (Pb) vào vị trí của Bi trong Bi-2212 là phương pháp phổ biến. Pb có hóa trị tương tự Bi. Nó giúp ổn định pha và mở rộng khoảng nhiệt độ tồn tại của pha 2212. Việc pha tạp Pb có thể tăng Tc. Nó cũng có thể cải thiện mật độ dòng tới hạn (Jc). Điều này là do Pb giúp điều chỉnh mật độ lỗ trống. Nó cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sự sắp xếp của mạng tinh thể. Tuy nhiên, tỷ lệ Pb tối ưu cần được xác định cẩn thận.

4.2. Pha tạp nguyên tố đất hiếm vào mạng Bi 2212

Nhiều nghiên cứu đã thực hiện pha tạp nguyên tố đất hiếm (RE). Ví dụ như La, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Chúng thường được thay thế vào vị trí của Sr hoặc Ca. Các nguyên tố đất hiếm có bán kính ion khác nhau. Chúng có thể gây ra biến dạng mạng tinh thể. Chúng cũng thay đổi trạng thái oxy hóa của Cu. Việc pha tạp RE thường ảnh hưởng đến Tc. Đôi khi nó tăng Tc, đôi khi lại làm giảm. Điều này phụ thuộc vào loại RE và nồng độ pha tạp. Nó cũng ảnh hưởng đến tính chất từ.

4.3. Tác động của kim loại chuyển tiếp 3d lên tính chất vật liệu

Kim loại chuyển tiếp 3d như Fe, Co, Ni, Zn có thể được pha tạp. Chúng thường thay thế vào vị trí của Cu. Sự thay thế này có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính siêu dẫn. Nguyên nhân là do các ion 3d có momen từ riêng. Chúng có thể phá vỡ cặp Cooper. Điều này thường dẫn đến giảm Tc và Jc. Tuy nhiên, một số pha tạp có thể điều chỉnh mật độ lỗ trống. Chúng có thể cải thiện các đặc tính khác. Nghiên cứu cần đánh giá cân bằng giữa lợi ích và hạn chế của từng loại pha tạp.

V. Tối ưu hóa tính siêu dẫn Bi 2212 qua pha tạp nguyên tố

Mục tiêu chính của việc pha tạp nguyên tố là tối ưu hóa tính siêu dẫn của Bi-2212. Điều này bao gồm việc tăng nhiệt độ tới hạn (Tc) và mật độ dòng tới hạn (Jc). Các nguyên tố đất hiếm đã được nghiên cứu rộng rãi. Chúng có tác động phức tạp lên các tính chất vật lý. Việc pha tạp ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể. Nó cũng thay đổi quá trình nhiệt động học hình thành mẫu. Hơn nữa, nó tác động trực tiếp đến nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn. Các kết quả thực nghiệm cần được đánh giá kỹ lưỡng. Điều này giúp hiểu rõ cơ chế ảnh hưởng của từng nguyên tố. Từ đó, phát triển vật liệu Bi-2212 với hiệu suất vượt trội. Việc kiểm soát nồng độ và vị trí pha tạp là yếu tố then chốt để đạt được hiệu quả tối ưu.

5.1. Ảnh hưởng của nguyên tố đất hiếm đến nhiệt độ tới hạn

Nhiều nguyên tố đất hiếm đã được thử nghiệm. Chúng ảnh hưởng khác nhau đến Tc của Bi-2212. Một số nguyên tố có thể tăng Tc ở nồng độ thấp. Một số khác lại làm giảm Tc do sự phá vỡ cặp Cooper hoặc biến dạng mạng. Kích thước ion của nguyên tố đất hiếm là một yếu tố. Nó ảnh hưởng đến khoảng cách giữa các lớp và góc liên kết Cu-O-Cu. Điều này tác động trực tiếp đến Tc. Việc tìm ra nguyên tố và nồng độ tối ưu là rất quan trọng.

5.2. Tác động của pha tạp lên mật độ dòng tới hạn và cấu trúc

Pha tạp nguyên tố có thể cải thiện mật độ dòng tới hạn (Jc). Nó giúp tạo ra các tâm ghim từ thông. Các tâm này ngăn chặn chuyển động của từ thông. Từ đó tăng cường khả năng chịu dòng của vật liệu. Đồng thời, pha tạp cũng tác động đến cấu trúc tinh thể. Nó có thể gây ra biến dạng mạng. Điều này ảnh hưởng đến tính đồng nhất của vật liệu. Việc kiểm soát cấu trúc và tạo tâm ghim là cần thiết để tối ưu Jc.

5.3. Đánh giá tổng thể hiệu quả của việc thay thế nguyên tố

Đánh giá hiệu quả của việc thay thế nguyên tố cần xem xét toàn diện. Nó không chỉ là Tc và Jc. Nó còn bao gồm sự ổn định cấu trúc, quá trình nhiệt động học và cấu trúc bề mặt. Mỗi nguyên tố thay thế có thể mang lại lợi ích ở khía cạnh này. Nhưng nó cũng có thể gây ra hạn chế ở khía cạnh khác. Mục tiêu là tìm ra sự cân bằng. Điều này để phát triển vật liệu Bi-2212 có tính chất siêu dẫn tối ưu. Các nghiên cứu thực nghiệm cần được kết hợp với lý thuyết để đưa ra kết luận chính xác.

Mục lục chi tiết luận án

Lời cảm ơn
Lời cam đoan
MỞ ĐẦU
1. CHƯƠNG 1: MỘT SỐ NÉT CƠ BẢN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VẬT LIỆU SIÊU DẪN NHIỆT CAO
1.1. Lịch sử phát triển của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao
1.2. Một số tính chất cơ bản của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao
1.2.1. Vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao ở trạng thái thường
1.2.2. Vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao ở trạng thái siêu dẫn
1.3. So sánh giữa vật liệu siêu dẫn nhiệt độ thấp và siêu dẫn nhiệt độ cao
1.4. Kết luận chương 1
2. CHƯƠNG 2: CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO CHỨA BISMUTH
2.1. Cấu trúc tinh thể và sự ổn định cấu trúc của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao chứa bismuth
2.1.1. Cấu trúc tinh thể
2.1.2. Sự ổn định cấu trúc
2.2. Quá trình hình thành pha trong hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao chứa bismuth
2.2.1. Quá trình hình thành pha Bi - 2201
2.2.2. Quá trình hình thành pha Bi - 2272
2.2.3. Quá trình hình thành pha Bi - 2223
2.3. Ảnh hưởng của công nghệ chế tạo
2.3.1. Ảnh hưởng của quy trình chế tạo
2.3.2. Ảnh hưởng của môi trường tạo mẫu
2.4. Các nghiên cứu về sự thay thế Pb, RE và kim loại chuyển tiếp 3d
2.4.1. Nghiên cứu thay thế Pb cho Bi
2.4.2. Nghiên cứu thay thế nguyên tố đất hiếm
2.4.3. Nghiên cứu thay thế kim loại chuyển tiếp 3d
2.5. Kết luận chương 2
3. CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO LOẠI Bi - 2212
3.1. Một số phương pháp chế tạo mẫu siêu dẫn nhiệt độ cao
3.2. Chế tạo mẫu siêu dẫn nhiệt độ cao Bi - 2212 bằng phương pháp gốm
3.3. Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đã sử dụng
3.3.1. Phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X
3.3.2. Phép đo điện trở
3.3.3. Phép phân tích nhiệt DTA và TGA
3.3.4. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
3.4. Một số phương pháp nghiên cứu thông dụng khác
4. CHƯƠNG 4: MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH CHẤT CỦA HỢP CHẤT SDNDC Bi - 2212
4.1. Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt lên cấu trúc tinh thể
4.2. Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt lên đặc tính siêu dẫn
4.3. Kết luận chương 4
5. CHƯƠNG 5: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM THAY THẾ TRONG HỢP CHẤT SDNDC Bi - 2212
5.1. Đặc tính cơ bản của các nguyên tố đất hiếm
5.2. Ảnh hưởng của một số nguyên tố đất hiếm thay thế trong Bi - 2212
5.2.1. Hợp chất Bi2Sr2. Hợp chất Bi^Sr^. Hợp chất Bi2Sr2. Hợp chất Bi2Sr2. Hợp chất Bi2Sr2.JioJ2aCu20g^s
5.3. Kết luận chương 5
6. CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ THẢO LUẬN CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
6.1. Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ ủ mẫu lên các tính chất vật lý của hợp chất gốm Bi - 2212
6.2. Đánh giá ảnh hưởng của các nguyên tố đất hiếm thay thế
6.2.1. Ảnh hưởng lên cấu trúc tinh thể
6.2.2. Ảnh hưởng việc thay thế lên quá trình nhiệt động tạo mẫu
6.2.3. Ảnh hưởng thay thế tới nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn
6.2.4. Nghiên cứu cấu trúc bề mặt
6.3. Kết luận chương 6
KẾT LUẬN CHUNG
DANH MỤC CÔNG TRÌNH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Ảnh hưởng của một số nguyên tố thay thế lên đặc tính siêu dẫn trong hệ hợp chất bi 2212 luận án ts vật lý

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (140 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

MUG LUC • • Trang Trang phu bla i Loi cam an ii Lai cam doan iii Muc luc iv M6 D A U 1 Chuong 1. M O T S O NET CO BAN VE SI/ PHAT TRIEN CUA VAT LIEU SIEU D A N NHIET CAO 3 1. Ljch suf phat trien cua vat lieu sieu dSn nhiet dp cao 3 1. Mot so tinh chat co ban cua vat lieu sieu dSn nhiet do cao 12 1.

Vdt lieu sieu ddn nhiet do cao a trang thdi thudng Yl 1. Vdt lieu sieu ddn nhiet do cao a trang thdi sieu ddn 12 1. So sanh gitta vat lieu sieu d^n nhiet do thap va sieu d^n nhiet do cao 16 Ket luan chuong 1 16 Chuong 2. CAC TINH CHAT CUA VAT LIEU SIEU D A N NHIET D O CAO CHITA BISMUTH 18 2.

Cau true tinh the va su dn dinh cau true cua vat lieu sieu din nhiet do cao chura bismuth 18 2. Cau true tinh the 18 2. Suon dinh cau trite 20 2. Qua trinh hinh thanh pha trong hop chat sieu din nhiet do cao chura bismuth 21 IV 2.

Qud trinh hinh thdnh plia Bi - 2201 22 2. Qud trinh hinh thdnh pha Bi - 2272 24 2. Qud trinh hinh thdnh pha Bi - 2223 26 2. Anh huang ciia cong nghe che tao 30 •t ^ 2.

Anh huang cua qui trinh che tgo 30 2. Anh huang cua mdi truang tgo mdu 32 2.3, Cac nghien cihi ve su thay the Pb, RE va kim loai chuyen tiep 3d 33 2. Nghien cm thay the Pb cho Bi 34 2. Nghien cuu thay thenguyen tdddt hiem 36 2.

Nghien cuu thay the kim logi chuyen tiep 3d 42 Ket luan chuong 2 44 Chuong 3. CONG NGHE CHE TAO VA CAC PHl/ONG P H A P NGHIEN CUXJ SIEU D A N NHIET BO CAO LOAI Bi -2212 47 3. Mot so phuong phap che tao miu sieu din nhiet do cao 47 3. Che tao miu sieu din nhiet do cao Bi - 2212 bing phuong phap gdm 48 3.

Cac phuong phap nghien curu thuc nghiem da su dung 51 3. Phdn tich cau true bang nhieu xg tia X 51 3. Phep do dien trd 51 3. Phep phdn tich nhiet DTA vd TGA 52 9 y 3.4 Anh hien vi dien tUquet (SEM) 52 3.

Mot so phuong phap nghien cuu thong dung khac 52 Chuong 4. MOI QUAN HE GIITA CHE DO CONG NGHE vA TINH CHAT CUA HOP CHAT SDNDC Bi -2212 54 4. Anh huong cua che do xu ly nhiet len cau triic tinh the 54 4. Anh huong ciia che dp xu ly nhiet len dac tinh sieu din 60 Ket luan chuong 4 63 Chuong 5.

A N H HUCJNG C U A C A C NGUYEN TO DAT HIEM THAY THE TRONG HOP CHAT SDNDC Bi - 2212 64 5. Dac tinh co ban cua cac nguyen to dat hiem 64 5. Anh huong cua mot so nguyen to dat hiem thay the trong Bi - 2212 65 5. Hap chat Bi2Sr2.

Hap chat Bi^Sr^. Hap chat Bi2Sr2. Hap chat Bi2Sr2. Hap chat Bi2Sr2.JioJ2aCu20g^s 93 Ket luan chuong 5 101 Chuong 6.

D A N H G I A V A T H A O LUAN c A c KET QUA THl/C NGHIEM 103 6. Danh gia anh huong cua nhiet dp u miu len cac tinh chat vat !y cua hop chat gdm Bi - 2212 103 6. Danh gia anh huong cua cac nguyen to dat hiem thay the 106 VI 6. Anh huang len cau true tinh the 108 6.

Anh huang viec thay the len qud trinh nhiet dgng tgo mdu 111 6. Anh huang tliay the tdi nhiet do chuyen pha sieu ddn 112 6. Nghien cuu cau true be mat 117 Ket luan chuong 6 118 KET LUAN CHUNG 119 DANH MUC CONG TRINH 121 TAl LIEU THAM KHAo 124 Vll MO DAU J. Muller la nhung nguai dau tien phat hien ra hien tugng si6u din trong vat lieu gdm La - Ba - Cu - O khi nhiet do ha xudng thap hon 35 K.

Kham pha nay da dSn ddn su ra ddi cua mot loat vat lieu sieu din nhiet do cao (SDNDC) dang gdm, dang dan tinh the, dang mang mong vod thanh phSn va c^u tnic khac nhau. Trong tat ca cac loai vat lieu SDNDC da dugc phat hien, cac he hgp ch& chiia cac mat CUO2 (cuprate) la cac hgp chat CO nhiet d6 chuyen pha si6u din T^ cao nhSit De giai thfch ca che hinh thanh sieu din trong vat lieu SDNDC, nhi6u mo hinh ly thuyet da dugc dua ra. Song cho den nay mot mo hinh ly thuyet hoan chinh de giai thfch trgn ven ca che hinh thanh sieu din trong cac vat lieu SDNDC vin con la cau hoi chua dugc giai dap. Tuy Vciy cac nha khoa hgc thuc nghiem tren nhieu llnh vuc nhu: vat ly, hoa hgc, Vcit lieu hgc vin tiep tuc tim kiem nhiing vat lieu sieu dSn mdi va tim each dua nhiet do chuyen pha sieu din cua cac v^t lieu da tim dugc len cao nhim dap ufng nhu cau thuc ti6n cua viec su dung trong cac nganh ky thuat hien dai.

Sau hon muai nam ke tir khi tim ra SDNDC, n6 luc cua cac nha khoa hgc tren toan ciu trong linh vuc nghien curu ve SDNDC dugc tap trung chii yen vao cac van de sau: + Tun cac m6 hinh ly thuyet giai thich co che hinh thanh sieu din trong cac loai vat Ueu SDNDC. + Nghien cuu che tao cac loai vat li6u SDNDC mdi voi cac dac tfnh vat ly va cau true khac nhau, dac biet chu trgng tim cac vat lieu co nhi6t do chuyen pha sieu din cao de dua vao vtng dung thuc te. De thuc hi6n dugc cac muc dfch co ban tren, cac nha khoa hgc ca ly thuyet lin thuc nghidm da khao sat va phan tfch cac tfnh chat cua vat lieu d trang thai sieu din va trang thai thudng - nham tim hieu ca che vi mo trong qua trinh hinh thanh vat lieu SDNDC. vat lieu SDNDC chiia Bi la he ton tai ba pha sieu din vdi ky hieu Bi - 2201, Bi - 2212 va Bi - 2223 ling vdi cac nhiet do chuyen pha sieu din T^, khac nhau.

Pha sieu dSn Bi - 2212 va Bi - 2223 co nhi6u diem uu viet, da va • dang dugc dua vao su dung nhi6u trong thuc te d mot sd nganh khoa hgc ky thucit tien tien. De tiep tuc tim hieu vd vM lieu SDNDC, dac biet la he hgp chat SDNDC tren co sd Bi. Dual su hudng din khoa hgc cua TS. Nguy6n Huy Sinh va GS.

Than DiJc Hien, trong thdi gian lam luan an tac gia da tap trung khao sat anh hudng thay the ciia m6t sd nguyen td dat hiem (RE) trong vat li6u SDNDC loai Bi - 2212 len cac tfnh chat vat ly va cac dac trung sieu dSn trong hgp chit. Ngoai phan md diu va ket lu^n, ban luan an dugc phan bd thanh 6 chuong: Chuong 1. M6t sd net co ban ve su phat trien cua vat lieu SDNDC. Cac tfnh chit cua vat lieu sieu din nhiet do cao chiia bismuth.

Cong nghe che tao va cac phuong phap nghidn cuxi vat lieu SDNDC loai Bi-2212. Mdi quan he giiia che do cong nghe va tfnh chit cua hgp chat SDNDC Bi-2212. Anh huong ciia cac nguydn td dat hiem thay the trong hgp chat SDNDC Bi-2212. Danh gia va thao luan cac ket qua thUc nghiem.

CHUONG 1 MOT SO NET CO BAN VE 81/ PHAT TRIEN CUA VAT LIEU SIEU D A N NHIET 0 0 CAO • • .1 Lich sir phat trien cua vdt lieu sieu ddn nhiet do cao (SDNDC) Ngay 27 - 01 - 1986, hai nha vat ly K. Alex Muller va J. Georg Bednorz lam viec tai phong thf nghiem cua hang IBM d Zurich (Thuy sy) da cong bd tren tap chf "Zeischrift Fur Physik" [9] ring: hgp chit gdm each dien La2Cu04 pha them Ba co the trd thanh chat sieu din trong vung nhiet do 30 - 35 K. Phat hien cua hai nha vat ly da lam chin dgng du luan khoa hgc tren toan the giai, thu hiit nhi^u nha khoa hgc ca ly thuyet lin thUc nghiem tap trung nghien cuu linh vuc khoa hgc vat lieu mdi nay - Do la linh vuc vat lieu sieu din nhiet d5 cao (SDNDC).

Cac ket qua tuong tu khi dua Ba vao gdm each dien La2Cu04 cung dugc tim ra vao thang 11 -1986 tai trudng Dai hgc Tong hgp Tokyo, Nhat ban. Mot thang sau, 12- 1986, tai phong thf nghiem AT & T cac nha khoa hgc da tien hanh pha Sr vao hgp chit gdm each dien La2Cu04 va nhan thiy nhiet do chuyen pha si6u din ciia hgp chit tang I6n tdi 44 K. Trudc do vdi cac chit sieu din thong thudng, nhiet do chuyen pha T^ cao nhat chi tim thiy d hgp kim Nb3Ge vdi Tc = 23 K. Sau su kien rit co y nghia nay, cong cugc tim kidm cac chit SDNDC mdi da loi cudn m6t sd lugng Idn cac nha khoa hgc tren the gidi.

M6t sd Idn cac cong tiinh thuc nghiem va cac gia thiet ly thuyet v6 co che tao thanh chit situ din nhi6t do cao da lien tiep dugc cong bd. Wu ciing cac dong nghiep [99] d trudng Dai hgc T6ng hgp Houston (My) da chi ra rang: ndu hgp chit gdm 6xyt La-Sr-Cu-O dugc chd tao trong m6i trudng ap suit thi nhiet do chuyen pha cung tang len. Tiep theo qua trinh nay, thay the viec che tao miu trong mdi trudng ap suit bang thay the cac ion dat hiem (RE), chu yeu la ion Yttrium (Y) cho La cung dugc tien hanh. Nhu vay co the khang dinh ring nhd pha Ba^"^ hoac Sr^"^ ma hgp chat gdm each dien La2Cu04 da trd thanh chat sieu din vdi nhiet do chuyen pha T, nim trong khoang 30 - 44 K.

Nhung ket qua diu tien khi do dien trd va he sd tir hoa cua gdm sieu din La-Ba-Cu-0 do Ba-La-Cu-0 10 OJjm aoe /" • ^* • • .* • *c» • »• y •- , n • 0LO4 i Qjota - y X-0J6 15 ooz y 1 a « 0^ • i ^ ' a u " • •• OfiOt 002 - ^ * • a 2 5 A/CIB* • %> • O.1 Dien trd vd he so tit hod cua La-Ba-Cu-0 do K, A. Alex Muller va J Georg Bednorz thuc hien tai Zurich dugc trinh bay tren hinh 1. M6t ket qua khong ngd, nhiet do chuyen pha sieu din T^ cua he Y-Ba-Cu-0 da len tren nhi6t d6 s6i cua ni to long vdi T^ = 93 K. Phan tich cau tnic tinh the cho thay he Y-Ba-Cu-0 cd thanh phan hgp thufc hoa hgc la YiBa2Cu307.x [42] va no dugc ggi la pha Y-123.

Bing cac phep phan tich ciu true, nhan thiy he hgp chit Y-Ba-Cu-O chiia cac mat phang CUO2 va chudi CuO. Nguyen tit Cu trong mat phang CUO2 dugc bao quanh bdi nam nguyen tir 6xy nam trSn cac dinh cua hinh chop.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212 (n.d.) [Luận án tiến sĩ]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/anh-huong-nguyen-to-thay-the-len-sieu-dan-bi-2212

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận văn TS vật lý khám phá ảnh hưởng nguyên tố thay thế đến siêu dẫn Bi 2212, mở ra hiểu biết mới về vật liệu.

Luận án "Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212" thuộc chuyên ngành Vật lý. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212" có bao nhiêu trang?

Luận án "Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212" có 140 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Ảnh hưởng Nguyên tố Thay thế lên Siêu dẫn Bi 2212" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter