ساخت و مشخصه یابی نانو کریستال y3ba5cu8o18 به روش سل- ژل
چکیده
در این تحقیق، با استفاده از روش سل- ژل و پودرهای اولیه نمونه ای ساختیم که در آن به دو فاز ابررسانای y3ba5cu8o18-? (y358) وyba2cu3o7-? (y123) امکان رشد در مرحله کلوخه سازی داده شد. این موضوع کمک کرد تا فاز جدید y358را در برابر فاز معروف y123 مشخصه یابی کنیم و برخی از ویژگی های فاز y358 را که مشابه فاز y123 گزارش شده، شفاف سازی کنیم. دمای گذار ابررسانایی نمونه با استفاده از روش چهار پروب و منحنی مقاومت ویژه الکتریکی برحسب دما تعیین شد. این منحنی، دمای گذار متوسط فاز y358 را k105 و دمای گذار متوسط فاز y123 را k94 نشان داد. اختلاف دمای گذار این دو فاز ابررسانا tcmid(y358) -tcmid(y123)=11k است که نشان می دهد این دو فاز به صورت کاملاً مجزا از هم در نمونه وجود دارند. تحلیل اشعه x نمونه ها نشان داد که ساختار بلوری ترکیب y358 شامل 5 صفحه cuo2و 3 زنجیره cuo است و در تقارن بلوری pmm2آرایش یافته اند. بر پایه این ساختار، الگوی پراش اشعه xنمونه با استفاده از نرم افزار maudو تحلیل ریتولد در دو فاز y358 و y123 ظریف سازی کردیم. طیف های تجربی و محاسباتی در حضور همزمان دو فاز بررسی شد. اختلاف اندک بین طیف تجربی و محاسباتی بدست آمده از نرم افزار maud نشان دهنده قابل صرف نظر بودن بقیه فازها و غالب بودن این دو فاز است. علاوه براین با استفاده از ظریف سازی الگوی پراش اشعه x نمونه برای فاز y358، پارامترهای شبکه ای (a,b,c)=(3.845,3.894,31.093)?، حجم سلول واحدv=465.537?3 و گروه تقارنی pmm2 و برای فاز y123، پارامترهای شبکه ای (a,b,c)=(3.84,3.89,11.66)?، حجم سلول واحد آن v=174.17?3 و گروه تقارنی pmmm بدست آوردیم. این پارامترهای شبکه ای و گروه تقارنی با پیش بینی های حاصل از محاسبات dft در توافق کامل است. میزان اورترومبیک بودن ساختار در هر دو فاز از رابطه 100(b-a)/(b+a) ، 6/0% بدست آمد. اندازه بلورک ها با استفاده از رابطه شرر، nm2± 21 بدست آمد. تصاویر حاصل ازfe-sem ، میانگین اندازه دانه ها را در نانو پودرهای پس از تکلیس nm30-15 نشان داد و در قرص نهایی میانگین اندازه دانه ها از مرتبه nm83 بدست آمد که در مقیاس نانویی قرار دارد و طبیعتاً از اندازه بلورک ها بزرگتر است. مرتبه نانویی پودرهای پس از تکلیس، همگنی و کیفیت نمونه ها در نتیجه استفاده از روش سل- ژل است که باعث شده نمونه بالاترین دمای گذار گزارش شده برای فاز y123، یعنی k94 و دمای گذار بالای k100 برای فاز y358 به نمایش گذارد.