Khoá luận tốt nghiệp vật lý ảnh hưởng của nhiệt độ đế lên tính chất mang siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu3O7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ s _ NGUYỄN THỊ HÈ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾ LÊN TÍNH CHÁT MÀNG SIÊU DẪN NHIỆT Độ CAO YBa2Cu307.ô KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • HÀ NỘI - 2015 ■ TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ _ ■ NGUYỄN THỊ HÈ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐÉ LÊN TÍNH CHẤT MÀNG SIÊU DẪN NHIỆT ĐỘ CAO YBa2Cu307.s Chuyên ngành: Vật lý chất rắn KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học:TS Trần Hải Đức HÀ NỘI - 2015 _• _ Trong suốt trình thực hoàn thiện khóa luận nhận quan tâm giúp đỡ thầy hướng dẫn ủng hộ thày cô, bạn khoa Vật lý LỜI thành CẢM ƠNsâu sắc tới thầy trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tôi xin gửi lời cảm ơn chân hướng dẫn: TS Trần Hải Đức, người thầy hướng dẫn ân cần, nhiệt tình, tạo điều kiện tốt nhất, truyền đạt nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian làm khoá luận Tôi xin gửi làm ơn chân thành tới bố mẹ người thân gia đình Những người bên cạnh động viên vượt qua khó khăn sống học tập Hà Nội, thảng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Thị Hè Tôi xin cam đoan viết Các số liệu nêu khóa luận tốt nghiệp trung thực Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ khóa luận cảm ơn thông tin trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, thảng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Thị Hè MỤC LỤC ■ DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Sự phát tượng siêu dẫn khả ứng dụng rộng rãi tính chất nhiều lĩnh vực bước đánh dấu đặc biệt phát triển khoa học công nghệ mở hướng nghiên cứu mói thu hút nhiều quan tâm nhóm nghiên cứu nước Trước thập kỉ 1980 siêu dẫn nhiệt độ thấp tìm thấy kim loại họp kim, làm lạnh đến nhiệt độ thấp 23K lý thuyết BCS giải thích cách định lượng Cho đến năm 1986, Georg Bednorz Alex Muller phát vật liệu mói: cấy nguyên tố lạ vào oxít đồng - bari oxít đồng -bari trở thành vật liệu siêu dẫn có cấu trúc tương tự với nhiệt độ chuyển pha cao hơn, chí cao nhiệt độ nitơ lỏng 77K Mở khả cho ứng dụng Chất siêu dẫn (Bi, Pb)2Sr2Ca2Cu303 (BSCCO) gọi siêu dẫn nhiệt độ cao (high temperature superconductors - HTS) hệ thứ chế tạo Tuy nhiên, kết thực nghiệm cho thấy mật độ dòng tới hạn ực) BSCCO thấp dẫn đến phạm vi ứng dụng chưa rộng rãi - xung quanh vùng nhiệt độ 20K Sự phát triển HTS hệ thứ YBa 2Cu307.8(YBC0) hay (RE) Ba2Cu307_8 (REBCO, RE viết tắt nguyên tố đất hiếm) dự kiến khắc phục yếu điểm dây BSCCO hệ thứ nhất, YBCO REBCO có Jc cao nhiệt độ nitơ lỏng 77K có từ trường mạnh Do YBCO REBCO có đóng góp to lớn sản xuất ứng dụng thương mại công nghiệp, mở bước tiến đáng kể công nghiệp điện, điện tử Bước đầu làm quen vói việc nghiên cứu, chọn đề tài nghiên cứu “Anh hưởng nhiệt độ đế lên tính chất màng siêu dẫn nhiệt độ cao YBa 2Cu307.g” làm khóa luận tốt nghiệp Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307_g - Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ chế tạo lên tính chất màng siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307.8 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo yật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307.g - Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ chế tạo lên tính chất màng siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307_ô Đổi tượng nghiên cứu - Vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307_g Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng chủ đạo thực nghiệm - Chế tạo mẫu gốm YBa2Cu307.ô phương pháp phản ứng pha rắn - Chế tạo mẫu màng YBa2Cu307.sbằng phương pháp phún xạ laze xung Dự kiến đóng góp mói - Tìm phương pháp chế tạo vật liệu YBa2Cu307.8 làm vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao - Với việc nhận kết mới, có tính hệ thống lĩnh vực nghiên cứu có định hướng ứng dụng thuộc chuyên ngành Khoa học Vật liệu Góp phần đẩy mạnh hướng nghiên cứu lĩnh vực siêu dẫn nhiệt độ cao CHƯƠNG GIỚI THIỆU VÈ VẬT LIỆU SIÊU DẪN NHIỆT Độ CAO YBa2Cu307-8 1.1 Sơ lược vật liệu siêu dẫn ứng dụng ■ • « o • o Việc phát tượng siêu dẫn vào năm 191 lđã mở kỉ nguyên lịch sử vật lí Kể từ đó, tượng nhà khoa học nghiên cứu sâu rộng để tìm ứng dụng tiềm cho vật liệu có điện trở không nhiệt độ định ứng dụng với quy mô lớn Có thể nói việc hóa lỏng heli tiền đề cho phát minh siêu dẫn Sau nhiều năm nghiên cứu, năm 1914 tượng dòng điện phá YỠ trạng thái siêu dẫn phát năm đó, Kamerlingh Onnes chế tạo nam châm siêu dẫn Năm 1933, hai nhà khoa học Meissner Ochsenfeld công bố rằng: chất siêu dẫn làm lạnh từ trường nhiệt độ chuyển pha đường cảm ứng từ bị đẩy Hiệu ứng mang tên hiệu ứng Meissner Trong suốt khoảng thòi gian từ năm 1911 đến 1985, chất siêu dẫn tìm có nhiệt độ chuyển pha không vượt 24K chất lỏng He môi trường dùng để nghiên cứu tượng siêu dẫn Các nam châm siêu dẫn nhiệt độ thấp sử dụng ưong nhiều thiết bị đa dạng từ máy quét MRI đến Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) Tuy nhiên, chất siêu dẫn nhiệt độ thấp, nên chúng cần làm lạnh, yêu cầu dễ dàng Các nhà khoa học LHC làm lạnh hệ thống xuống nhiệt độ hoạt động 1,9K, lạnh không gian vũ trụ bên Họ hoàn thành công việc kì công cách sử dụng He lỏng để làm lạnh phận cỗ máy LHC dài 27km, khiến việc bảo dưỡng công nghệ tốn khó khăn, nên tính ứng dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ thấp chưa cao Điều đặt câu hỏi cho nhà khoa học phải tìm kiếm loại vật liệu siêu dẫn có nhiệt độ chuyển pha cao Vào năm 1986, J.G Bednorz K.A Miiller (Thụy sỹ) tìm tượng siêu dẫn có hợp chất gốm La-Ba-Cu-O với nhiệt độ chuyển pha nằm vùng nhiệt độ nitơ lỏng (77K) Khi sử dụng loại vật liệu siêu dẫn có nhiệt độ chuyển pha vậy, giúp tiết kiệm chi phí sản xuất nguyên liệu để tạo nitơ lỏng công nghiệp chủ yếu không khí Với phát minh J.G Bednorz K.A Miiller nhận giải thưởng Nobel vật lý năm 1987 Từ đây, ngành vật lý siêu dẫn bắt đầu hướng - siêu dẫn nhiệt độ cao Sự phát minh siêu dẫn nhiệt độ cao mở kỷ nguyên cho ngành vật lý siêu dẫn Nó đánh dấu phát triển vượt bậc trình tìm kiếm nhà vật lý công nghệ ừong lĩnh vực siêu dẫn Sau phát minh J.B.bednorz K.A.muller nhiều chất siêu dẫn xuất hiện, nhiều chất siêu dẫn dạng hợp chất tìm hầu hết chất có nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn nằm vùng nhiệt độ cao nhiệt độ hóa lỏng nitơ (77K), gọi chung siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) r r >+> ? Bảng 1.1 Một sô chât siêu dân điên hình Tên vật liệu Năm phát minh Nhiệt độ chuyên pha siêu Y(Re)-Ba-Cu-0 dẫn (Tc) K 80-90 1987 TI-Ba-Ca-Cu-0 115-125 1988 Hg-Ba-Ca-Cu-0 90-161 1993 Ba-Ca-Cu-0 126 1996 Từ bảng 1.1 ta thấy, chất siêu dẫn nhiệt độ cao hợp chất chứa đồng (Cu) oxy (O) Một số lý thuyết tập chung vào mối liên kết đặc biệt nguyên tử đồng oxi tạo nên mặt Cu02 chuỗi Cu cấu true tính thể, mạch nối cho lý thuyết chế siêu dẫn nhiệt độ cao không chứa đồng Một nhà nghiên cứu siêu dẫn phát biểu sau: “ Siêu dẫn mở kỷ nguyên mởi giống Laser bóng bán dẫn, nố cố thể sản sinh toàn công nghiệp mái chí khâu nhiều ngành công nghiệp đại giới”[2] Một vật liệu siêu dẫn tiêu biểu nhà khoa học nghiên cứu sâu rộng phải kể đến УВа2Сиз07.5 (YBCO) Mầu vật liệu siêu dẫn YBCO nâng il am châm với khối lượng khác Hình 1.1 Mẩu vật liệu siêu dẫn YBCO nâng cắc nam châm với khối lượng khác Bằng cách sử dụng vật liệu HTS vật liệu siêu dẫn nói chung, cố thể làm giảm kích thước thiết bị điện tử cảỉ thiện hiệu suất củã Do thành phần thiết bị phỉ điện tử có kích thước nhỏ nên đòi hỏi chất siêu dẫn phải chế tạo dạng măng siêu dẫn Một phương pháp thành công để sản xuất màng siêu dẫn ỉà phương pháp lắng đọng laze xung (PLD) Phương pháp dựa tương tác chùm tia laze lượng cao chiếu vào miếng gốm siêu dẫn khiến cho chất siêu dẫn bề mặt miếng gốm bốc bay lên Sau bốc bay lên chất siêu dẫn đọng lại chất tạo thành màng mỏng mà ta gọi màng siêu dẫn Phương pháp đơn giản áp dụng gần cho tất vật liệu, bao gồm chất siêu dẫn nhiệt độ cao YBCO Bằng cách sử dụng PLD, làm cho việc chế tạo màng mỏng YBCO đơn giản hơnvà đặc biệt dễ dàng thay đổi tính chất chúng Các chất siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiều ứng dụng, nguyên tắc, dòng điện bắt đầu chạy vòng siêu dẫn, gần chạy Cùng kích thước, chất siêu dẫn mang lượng điện lớn dây điện dây cáp tiêu chuẩn Vì thành phần siêu dẫn nhỏ nhiều so vói chất Chất siêu dẫn có số đặc tính gần gũi với kĩ thuật nghe nhìn công nghệ cao việc chuyển giao điện mà không điện áp (vì điện trở) thuộc tính quan trọng HTS sử dụng kỹ thuật điện điện chuyển giao lưu trữ Điều quan trọng chất siêu dẫn không biến điện thành nhiệt Việc đồng nghĩa vói máy phát chip máy tính siêu dẫn hoạt động hiệu nhiều so vói Ngày nay, hầu hết dây điện có lõi làm đồng Các nhà khoa học tìm kiếm loại cáp điện thay dây đồng loại dây dẫn có mật độ Jc (mật độ dòng tới hạn) so sánh với đồng, đồng có điện trở lớn nên truyền tải điện xa gây hao phí lượng lớn Chính điều giải thích nguyên nhân phải cần đến HTS với Jc cao Và cụ thể ta sử dụng vật liệu siêu dẫn YBCO Hay với quy mô nhỏ ứng dụng chất siêu dẫn tạo băng siêu dẫn Thế hệ băng siêu dẫn sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao mang tên gọi Silver - Sheathed Bi - Compound Tape Tại 77K băng tải dòng điện với cường độ 11 OA chiều dài băng 1000m Từ việc thử nghiệm ứng dụng thực tế băng lĩnh vực khác bắt đàu Sự phát triển hệ băng siêu dẫn tiến hành Nhật Bản, đến Hoa Kì châu Âu cấu trúc băng thể mặt cắt ngang hình 1.2, có lớp ( chất hay gọi đế làm kim loại, lớp oxit đệm, chất siêu dẫn) Hinh 1.2 Cau true cua bang sieu dan Tinh sieu dan ton tai a nhieu kim loai, hop kim, hop chat Tuy nhien tinh sieu din t6n tai cac chit phu thuoc vao rit nhi6u y6u t6 nhu: ap suat, sach cua vat lieu, moi trucmg Trong cac chat sieu dan nhiet cao, tinh sieu dan phu thuoc vao quy trinh cong nghe tao mau, nhiet nung Cac kha nang umg dung tiem tang cua cac chat sieu dan la het sue rong rai va quan trong, den muc nhieu nha khoa hoc da cho rang, viec phat minh chit sieu dan co Superconducting wire the so sanh voi viec phat minh nang lucrag nguyen tii, viec chi tao cac dung cu ban din; tham chi mot s6 nha khoa hoc so sanh voi viec phat minh dien Cac vat lieu sieu dan se dua den su thay doi Ion lao ve kT thuat, cong nghe va co the ca kinh te nẦ (2.4 ) đó: n = 1, 2,3, Công thức công thức Bragg mô tả tượng nhiễu xạ tia X mặt tỉnh thể Biểu thức cho thấy với mạng tinh thể có khoảng cách d mặt tinh thể cố định chùm tia X có bước sóng không đổi, tồn nhiều giá trị góc thỏa mãn định luật Bragg Kết ừên phổ nhiễu xạ xuất đỉnh nhiễu xạ góc khác 2.2.1.2 Phép đo SEM Hình thái bề mặt màng YBCO sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) Trong SEM mẫu tạo thành cách sử dụng chùm tia lượng cao electron Các electron sản xuất sung điện từ hút cực dương Trên đường electron chuẩn trực ống kính bình ngưng tụ sau tập trung vào vật kính Cuộn dây sử dụng để quét chùm electron va chạm với bề mặt electron phát electron phát xạ thu vào ống katốt Mặt khác dùng thang đo có gương để quét bề mặt mẫu Sự tươg tác nút với bề mặt làm lệch hướng thường đo cách sử dụng laze phản xạ từ bề mặt giá đỡ thành mảng điốt 2,2.2, Tính chất siêu dẫn Để kiểm tra tính chất siêu dẫn mẫu, ta sử dụng phép đo bốn mũi dò Trong phương pháp này, Vôn kế Ampe kế mắc riêng biệt hình 2.4 Hình 2.4 Sơ đồ bẻ trí Vồn kế Ampe kể phép đo mũi đỏ Trên sơ đồ ta thấy, hai mũi (1) (4) đo dòng đặt vào, hai mũi (2) (3) đo hiệu hai đầu điện trở Với cách bố trí vậy, ta loại thành phần điện trở hai đầu dò đo dòng vào điện trở tổng cộng Ta tính toán thành phần điện ừở hai đầu dò đo theo mạch điện hình Hình 2.5 Sơ đồ phân bổ dòng điện, điện trở thành phần mạch điện phép đo mũi dò Gọi đoạn mạch AB ỉà đoạn mạch đo hiệu hai đầu điện trở Rs, theo tính chất điện trở đoạn mạch mắc song song ta có: R] — Rv + Rp2 + RCp2 + Rsp2 + Rp3 + Rcp3 + Rsp3 (2-5) R2 = Rs (2.6) với Rj R2 điện trở đoạn mạch chứa Vôn kế điện trở đoạn mạch chứa điện trở Rs cần đo Dòng điện qua đoạn mạch AB: I = Ij + Is với II dòng qua Vôn kế Is dòng qua Rs Thế hiệu hai đầu đoạn mạch chứa VA2B = Vasb (2.7) Như vậy, li nhỏ (để sụt không đáng kể dòng chạy qua thành phần điện trở) —> I ~ Is Để làm điều này, người ta mắc Vôn kế có trở kháng cao, số Vôn kế xấp xỉ hiệu hai đầu Rs Áp dụng định luật Ôm theo công thức V = IR R = V/I, ta tính giá trị/?s CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tính chất cấu trúc 3.1.1 Kết đo nhiễu xạ tia X Từ kết thu đo cường độ nhiễu xạ tia X với giá trị nhiệt độ (720, 740, 760, 780, 800)°c áp suất oxy không đổi 200mTorr ta thu đồ thị hình 3.1 C u o n g d o n 20 29 (do) 35 00 Ệ3 00 00 20 (do) 10 20 30 40 50 60 ç* Õ vi 40 50 60 70 80 90 70 80L 90 20 (do) Hình 3.1 Đồ thị nhiễu xạ tia X mau YBCI2CU3O7-S chế tạo nhiệt độ khác 27 Từ đồ thị vẽ ta rút nhận xét: năm mẫu YBCO chế tạo nhiệt độ khác có đinh nhiễu xạ tia X định hướng theo hướng (00/) (với l từ đến 7) Khi từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ 780/800°C , tính định hướng theo trục с tăng dần thể qua cường độ nhiễu xạ tia X đỉnh tăng dần Riêng với mẫu 800°c có tượng nhiệt độ cao khiến bề mặt mẫu bị rạn nên giảm tính định hướng theo trục с (các đỉnh mẫu 800°c nhỏ nhất) Vì từ đồ thị ta thấy nhiệt độ 780°c có cường độ nhiễu xạ tia X lớn nhất, gợi ý tính định hướng theo trục с mẫu tốt 3.1.2 Kết đo hình thái bề mặt mẫu Từ kết đo SEM ta thu hình ảnh hình 3.2 740°c '■ o 800°c 5|im 780°c 5ụm Hình 3.2 Hình ảnh SEM mẫu YBCO chế tạo nhiệt độ khác Quan sát mẫu chụp ảnh SEM từ nhiệt độ khác ta rút nhận xét sau: - Ở nhiệt độ 740°C: Bề mặt mẫu không nhẵn, bên cạnh hạt chứa Ba, Cu (xem mẫu chế tạo 780°C) có nhiều dạng phân bố hình học (hình vuông, hình chữ nhật, hình que) nằm rải rác mặt mẫu Các thành phần song song với mặt phẳng (ab) khiến cho lớp bề mặt mẫu không hoàn toàn định hướng theo trục с mà ngả dần định hướng theo mặt phẳng (ab) [3,4] Kết tính siêu dẫn mẫu bị giảm - Ở nhiệt độ 780°C: Bề mặt mẫu nhẵn Ngoài có số hạt cỡ (0,5 đến l)| bim (do hệ PLD) Khi ta kiểm tra thành phần hạt hạt chứa Cu, Ba phần YBCO[5] - Ở nhiệt độ 800°C: Bề mặt mẫu bắt đầu bị nhám xuất trạng thái đứt gãy bề mặt vùng vật liệu không hoàn toàn liên kết với kết vùng có tính chất siêu dẫn yếu chiếm tỉ phần đáng kể Hiện tượng nhiệt độ đế cao Từ nhận xét ta rút nhiệt độ 780°c điều kiện chế tạo phù họp 3.2 Tính chất siêu dẫn Bằng phương pháp mũi dò ta điện trở R phụ thuộc nhiệt độ đo mẫu chế tạo (740, 780, 800)°c Nhiệt độ đo giảm từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ thấp hình 3.3 (a) (b) Í(°C) (c) 7ИК) ATc (K) 740 86,5 5,2 780 91 2,7 800 87,5 3,2 (d) Hình 3.3 Đồ thị điện trở phụ thuộc nhiệt độ màng YBCO chế tạo nhiệt độ (a) 74tfc, (b) 780°c, (c) 800°с (d) bảng số ỉiệu so sánh Từ đồ thị bảng số liệu ta thấy rằng: Ở vùng nhiệt độ cao (lỏn 95K) điện trở ba màng YBCO có đặc trưng kim loại - điện trở giảm nhiệt độ đo giảm Khi nhiệt độ xấp xỉ (91 đến 92)K điện ữở đột ngột giảm T(K) hình vẽ đến nhiệt độ xác định Ợc) điện trở giảm không (giảm nhiệt độ cách sử dụng He lỏng 4,2K) - Hình 3.3(b) có độ rộng chuyển pha nhỏ điều chứng tỏ nhiệt độ 780°c cho mẫu đồng - Còn hình 3.3(a) 3.3(c) có độ rộng chuyển pha lớn điều chứng tỏ nhiệt độ 740°c 800°c cho mẫu không đồng (tỉ lệ vùng siêu dẫn yếu/ siêu dẫn tốt lớn) Từ kết ta thấy nhiệt độ 780°c điều kiện chế tạo tối ưu nhất, mẫu đồng KẾT LUẬN ■ Trong khóa luận đạt kết sau Đã chế tạo thành công vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao sử dụng phương pháp phản ứng pha rắn Đã nghiên cứu cấu trúc tinh thể hình thái bề mặt mẫu chế tạo nhiệt độ khác (720°c, 740°c, 760°c, 780°c, 800°C) phương pháp XRD SEM Kết cho thấy mẫu chế tạo (YBCO ) định hướng theo trục c, mẫu tạp chất Đã sử dụng phương pháp đo điện trở mũi dò để đo điện trở R phụ thuộc vào nhiệt độ T, từ thấy vùng nhiệt độ cao ưên 95K điện ưở mẫu có đặc trưng kim loại nhiệt độ T ~ 91K, 92K điện trở mẫu đột ngột giảm, đến nhiệt độ xác định (T c ) điện trở giảm Đã tìm mẫu nhiệt độ 780°c có đỉnh nhiễu xạ cao hình thái bề mặt mẫu nhẵn đều, mẫu có nhiệt độ tới hạn T c cao độ rộng chuyển pha АТ с nhỏ nhất, từ đưa kết luận mẫu nhiệt độ 780°c điều kiện tối ưu để chế tạo vật liệu siêu dẫn Những kết mở khả ứng dụng màng YBCO có tính siêu dẫn cao, đáp ứng nhu càu sống khoa học kỹ thuật [...]... được gọi là nhiệt độ tới hạn hoặc nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn (ký hiệu là Tc) Có thể hiểu rằng nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn là nhiệt độ mà tại đó một chất chuyển từ trạng thái thường sang trạng thái siêu dẫn Khoảng nhiệt độ từ khi điện trở bắt đầu suy giảm đột ngột đến khi bằng không được gọi là độ rộng chuyển pha siêu dẫn (ký hiệu là ATc) Ví dụ độ rộng chuyển pha của Hg là A Tc = 5.10 2K Độ rộng chuyển... nếu dây siêu dẫn tròn có đường kính a, dòng trong dây siêu dẫn là I > Ic thì mối quan hệ giữa từ trường tới hạn và các đại lượng / và a sẽ là: Hc = — Công thức này được gọi là công thức Silsbee Công thức này chỉ đúng cho một số chất siêu dẫn nhất định, chủ yếu là các chất siêu dẫn đơn kim loại (còn gọi là chất siêu dẫn lý tưởng) Các chất siêu dẫn là hợp chất, hợp kim hoặc chất siêu dẫn có tạp chất đều... chuyển động nữa dưới tác dụng của lực Lorenxo Lúc đó ta càn một lực hãm có độ lớn bằng độ lớn lực Lorenxo để vật liệu giữ được tính siêu dẫn Lực hãm tính theo công thức trên một đơn vị chiều dài của tâm xoáy (1 từ 32nU Ữ Ẵ% Lực Lorenxo tính theo công thức IỈL I ~ /ext xỡội Khi fp > fL thì vật liệu duy trì được tính siêu dẫn 1.3 Cấu trúc tinh thể của vật liệu siêu dẫn YBa2Cu307.g Vật liệu siêu dẫn YBa2Cu307.8... cùng của toàn bộ quá trình này là kết hợp các họp chất bắt đầu ở cấp độ phân tử Một lưu ý quan trọng về nhiệt độ: Nhiệt độ lò nêu ở đây là nhiệt độ như chúng thường đo được trên các chỉ số nhiệt độ của lò Trong hầu hết các trường hợp, nhiệt độ ta đọc được luôn cao hơn nhiệt độ thực của mẫu ữong lò ủ Chính vì vậy, nhiệt độ tối đa đọc được không bao giờ được phép vượt quá 980°c ❖ Nung sơ cấp Mục đích của. .. tinh thể của siêu dẫn (123) là dạng trực thoi với kích thước trục b lớn hơn trục a Tính chất siêu dẫn của vật liệu đạt được hay không là nhờ vào nồng độ ôxy, khi nồng độ ôxy lớn hơn 6,4 vật liệu là chất siêu dẫn còn nhỏ hơn 6,4 là chất cách điện 1.4 Muc đích nghiên cứu vât liêu siêu dẫn nhiêt đô cao ■ ” • « • • Ngày nay hầu hết các dây cáp điện đều có lõi được làm bằng đồng Ta đã biết là điện trở của đồng... trạng thái siêu dẫn và trạng thái thường Bên trong đường cong ngưỡng thuộc trạng thái siêu dẫn và bên ngoài đường cong ngưỡng là trạng thái thường Dựa vào Hc người ta chia vật liệu siêu dẫn thành haỉ loại: loại I, loại n ❖ Siêu dẫn loại I thường là các kim loại sạch Khi H < Hc vật liệu là vật liệu siêu dẫn Khi H> Hc toàn phần từ trường thấm vào vật liệu, tính siêu dẫn bị phá vỡ hoàn toàn ❖ Siêu dẫn loại... Như vậy có thể coi là ở nhiệt độ T < 4,OK, điện trở của Hg biến mất (hoặc xắp xỉ bằng không) thể hiện trên hình 1.3 Ở nhiệt độ xác định, nếu điện trở của một chất đột ngột biến mất, nghĩa là chất đó có thể cho phép dòng điên chạy qua trong trạng thái không có điện trở, trạng thái đó được gọi là trạng thái siêu dẫn Chất có biểu hiện ttạng thái siêu dẫn gọi là chất siêu dẫn Nhiệt độ mà tại đó điện ưở hoàn... kính được gọi là độ dài kết họp ệ Độ dài kết hợp theo nhiệt độ theo công thức f = «0).-== (1.2) ’J 1 с т Với £(0) độ dài kết hợp ở nhiệt độ tới hạn Tc Khi đặt dòng diện vào dưới tác dụng của lực Lorenxo các xoáy từ chuyển động hỗn loạn làm suy yếu tính siêu dẫn của vật liệu Khi dòng điện càng lớn thì tâm xoáy từ càng chuyển động mạnh mà mục đích của chúng ta chế tạo các vật liệu siêu dẫn truyền tải... pha АТ с phụ thuộc vào bản chất của từng vật liệu siêu dẫn 7(K) Hình 1.3 Đồ thị điện trở phụ thuộc nhiệt độ của Hg 1.2.2 Từ trường tới hạn Một vật đang ở trạng thái siêu dẫn, nếu ta tăng dàn từ trường đến một giá ữị Hc xác định có thể làm mất trạng thái siêu dẫn Nghĩa là, dưới tác dụng của từ trường đã làm cho trạng thái siêu dẫn chuyển sang trạng thái thường Giá trị xác định của từ trường được gọi là... được vào vật liệu, vật liệu giữ nguyên trạng thái siêu dẫn - Vùng 2: Từ trường có giá trị từ Hcl đến Hc2 là trạng thái hỗn hợp.Từ trường bắt đầu thấm từng phần vào vật liệu, vật liệu tồn tại những vùng không còn trạng thái siêu dẫn và những vùng còn trạng thái siêu dẫn - Vùng 3: Từ trường có giá trị H > HC2 vật liệu ở trạng thái thường mất đi tính siêu dẫn Từ trường thấm toàn phần vào vật liệu, vật liệu ... “Anh hưởng nhiệt độ đế lên tính chất màng siêu dẫn nhiệt độ cao YBa 2Cu307.g” làm khóa luận tốt nghiệp Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307_g - Nghiên cứu ảnh. .. chất siêu dẫn xuất hiện, nhiều chất siêu dẫn dạng hợp chất tìm hầu hết chất có nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn nằm vùng nhiệt độ cao nhiệt độ hóa lỏng nitơ (77K), gọi chung siêu dẫn nhiệt độ cao. .. ảnh hưởng nhiệt độ chế tạo lên tính chất màng siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307.8 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo yật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao YBa2Cu307.g - Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ