Разработка Bi-ВТСП с повышенными критическими параметрами введением наноструктурных центров для электронных устройств

Определения 3
Обозначения и сокращения 4
Введение 5
1 Литературный обзор 8
1.1 Практическое применение ВТСП в современных электронных и телекоммуникационных устройствах 8
1.2 Основные виды высокотемпературных сверхпроводников, особенности структур и их критические параметры 11
1.2.1 Высокотемпературные сверхпроводники на основе иттрия 11
1.2.2 Высокотемпературные сверхпроводники на основе висмута 12
1.3 Основные направления повышения критических параметров висмутовых высокотемпературных сверхпроводников 13
1.3.1 Повышение характеристик путем введениея тугоплавких нанодисперсных материалов 13
1.3.2 Повышение характеристик с введением ферро- и антиферромагнитных нанодисперсных материалов 18
2. Методики исследования 21
2.1 Термическая обработка ВТСП образцов и исходных прекурсоров 21
2.2 Рентгенографический метод 21
2.3 Микроскопические исследования и элементный анализ 22
2.4 Метод измерения критических параметров ВТСП 23
2.4.1 Способ измерение ВТСП образцов в криогенной установке с криореагентом гелием 23
2.4.2 Четырех зондный метод 24
2.5. Измерение плотности ВТСП образцов 25
3 Результаты и обсуждения 26
3.1. Синтез исходных прекурсоров под воздействием ИК излучения 26
3.2. Синтез и исследования свойств сверхпроводящей керамики на основе аморфных прекурсоров 29
3.3 Получение и исследования свойств сверхпроводящей керамики с нанодисперсными включениями 33
3.3.1 Получение ВТСП, рентгеновские исследования и исследования на растровом электронном микроскопе 33
3.3.2 Исследование ВТСП с нанодисперсными включениями 39
Заключение 45
Список литературы 47
Реферат 51

Весь текст будет доступен после покупки

В данной диссертационной работе применяются следующие термины с соответствующими определениями:
Сверхпроводимость – свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения;
Высокотемпературная сверхпроводимость – сверхпроводники с критической температурой выше точки кипения азота (77 К или ? 196 °C);
Критическая температура – температура, при охлаждении ниже которой происходит переход материала в сверхпроводящее состояние;
Критический ток в сверхпроводнике – предельное значение постоянного незатухающего электрического тока в сверхпроводящем образце, при достижении которого вещество образца переходит в нормальное, несверхпроводящее состояние;
Критическое магнитное поле – величина напряжённости магнитного поля, которая разрушает сверхпроводимость.
Мейснера эффеект – вытеснение постоянного магнитного поля из массивного проводника при переходе последнего в сверхпроводящее состояние;

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность исследования. В настоящее время высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) являются одним из перспективных материалов с особыми электрофизическими свойствами используемых в различных передовых направлениях науки и техники. ВТСП находят применение в таких областях как энергетика, электроника, телекоммуникация, медицина, приборостроение, космическая техника, металлургия и мн. др. Н них основе изготавливаются электромагнитные экраны, модуляторы, антенны, коммутаторы и фильтры СВЧ- и импульсных сигналов, болометры миллиметрового, субмиллиметрового и инфракрасного диапазона излучений, принципиальные схемы сверхбыстродействующих компьютеров, элементы чувствительных медицинских томографов и сверхчувствительных диагностических устройств, способных реагировать даже на изменения психического состояния человека и многие другие) и область применение расширяется. В ведущих промышленно развитых странах (США, Япония, странах Европейского содружества и др.) ведутся интенсивные исследования в области создания сильноточного оборудования для наземной и автономной электроники и энергетики, перспективных транспортных и аэрокосмических систем и мн. др. Хотя, ВТСП материалы уже используются в различных областях, проблемы дальнейшего более широкого пользования ограничиваются значениями критических параметров, в большей степени критического тока.
Определенное решение проблемы создания ВТСП с высокими критическими параметрами с заданным составом и структурой заключается в развитии расплавных способов и их модификаций. В частности, развитие получили способы, направленные на получение стекло-кристаллических и аморфных прекурсоров, которые обладают определенными преимуществами перед традиционным твердофазным и некоторыми расплавными способами и позволяют получить высокоплотную, с контролируемым размером зерна, требуемой морфологией микроструктуру и с высокой степенью текстуры частиц, что в конечном счете может привести к повышению критического тока и улучшению эксплуатационных характеристик элементов, приборов и устройств. Дополнение к вышеизложенному, еще одним способом повышения критического тока могут являться внедрение в структуру ВТСП нанодисперсных включений несверхпроводящих фаз, способных выполнять роль эффективных центров пиннинга и соответственно повышать критические токи сверхпроводника.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Uzlem Bilgili. (2021) Structural and Electrical Properties of Nanosized Sm2O3 Doped Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy Superconductors. Journal of Low Temperature Physics. № (204) pp. 223–234;
2 Farah-Elia, Ilhamsyah,, A. B. P, Abd-Shukor, R. (2019). Ferromagnetic Cr2S3 effection (Bi1.6Pb0.4)Sr2CaCu2O8 superconductor. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. V. 30, №13, Р. 12031 – 120351;
3 JianZhang, Weizhen Wang, Tianlin Wang, Lili Jiang, Nan Wang, Dalu Sun, Xingming Zhao, Mingguang Wang, YangQi. (2020). Nanoscalecharacterization of the doped SrZrO3 nanoparticles distributionanditsin ?uenceon them icrostructure of Bi2Sr2CaCu2O8? d ?lm;
4 Ozlem Bilgili1, Metin Yurddaskal. (2021). Efects of Graphene Oxide Doping on Magnetic and Structural Properties of Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy Superconductor, , V. 21, № 5-6, Р. 180 – 191. ;
5 Bilgili O. Structural and Electrical Properties of Nanosized Sm2O3 Doped Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy Superconductors. Journal of Low Temperature Physics. 202136. Zhang J., Wang W., Wang T., Jiang L., Wang N., Sun D., Zhao X., Wang M., Qi Y. Nanoscale characterization of the doped SrZrO3 nanoparticles distribution and its influence on the microstructure of Bi2Sr2CaCu2O8+? film. Journal of Alloys and Compounds. 2021, V. 85825,P. 157-165. ;
6 Huseyin S., Nader Ghazanfari., Husn Ozkan and Ahmet Kilic. (2007). Enhancement in the high-Tc phase of BSCCO superconductors by Nb addition ;
7 A Ghattas, M Zouaoui, M Annabi, A Madani, F Ben Azzouz and M Ben. (2008). Enhancement of superconductivity properties in nano ZrO2 particles added Bi1.8Pb0.4Sr2 Ca2 Cu3 Ox ceramics ;
8 E. Guilmeaua, B. Andrzejewskia,b, J.G. Noudem. (2003).The effect of MgO addition on the formation and the superconducting properties of the Bi-2223 phase;
9 A. Agail, R. Abd-Shukor. (2013). Effect of Different Nanosized NiO Addition on Ag-Sheathed (Bi1.6Pb0.4)Sr2Ca2Cu3O10 Superconductor Tapes ;
10 Kong W., Abd-Shukor R. (2010). Enhanced Electrical Transport Properties of Nano NiFe2O4-added (Bi1.6Pb0.4)Sr2Ca2Cu3O10 Superconductor. J Supercond Nov Magn 23: 257–263;
11 Абд Шукур, (2020). Влияние сульфида железа на восприимчивость к переменному току и электрические свойства сверхпроводника Bi1.6Pb0.4Sr2CaCu2O8 ;
12 M. Roumie, S. Marhaba, R. Awad, M. Kork, I. Hassan, R. Mawassi. (2013). Effect of Fe2O3 Nano-Oxide Addition on the Superconducting Properties of the (Bi,Pb)-2223 Phase ;
13 Nurul Raihan Mohd Suib, Ilhamsyah Putra, Abu Bakar , N. B. Ibrahim, R. Abd-Shukor. (2019). Critical Current Density and AC Susceptibility of Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10 Superconductor with Ni0.5Zn0.5Fe2O4 Nanomaterial ;
14 . Bijua A., Syamaprasada U., Raob A, Xuc J.G., Sivakumarc K.M., Kuoc Y.K. Structural and transport properties of Nd doped (Bi,Pb)-2212 // Physica C. Supercond. – N. York, 2007. – V. 466. – Iss. 1-2. – P. 69-75. ;

Весь текст будет доступен после покупки