Nghiên cứu đặc trưng chuyển pha siêu dẫn loại 2 của hệ siêu dẫn bi(pb) 2223 pha tạp li chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC BáCH KHOA Hà NộI Viện đào tạo quốc tế khoa học vật liệu NGUYN VN THNG Nghiờn cu c trng chuyn pha siờu dn loi ca h siờu dn Bi(Pb)-2223 pha Li ch to bng phng phỏp phn ng pha rn chuyên nghành: vật liệu điện điện tử LUậN VĂN THạC Sỹ kỹ thuật Ngời hớng dẫn: TS Nguyễn khắc mẫn Hà nội - 2011 LI CM N Trc ht em xin by t lũng bit n ti TS Nguyn Khc Mn ó giao ti v ch bo em tn tỡnh giỳp em hon thnh lun ny Em xin by t lũng cm n ti cỏc thy cụ, cỏn b Vin o to Quc t v Khoa hc Vt liu (ITIMS) Trng i hc Bỏch khoa H Ni ó trang b kin thc v to iu kin thun li cho em sut quỏ trỡnh hc ti Vin Nhõn õy, em xin gi li cỏm n n ti NCCB Nafosted 103.02-2010-22 (14 Vật lý) ó h tr mt phn kinh phớ quỏ trỡnh lm lun Em xin c by t lũng bit n ti cỏc thy, cụ giỏo Khoa in-in t , Trng i hc s phm k thut Hng Yờn ó to iu kin giỳp em rt nhiu sut quỏ trỡnh hc v cụng tỏc S thnh cụng ca bn lun ny cú s ng viờn, giỳp rt nhiu ca gia ỡnh, bn bố i vi tụi nhng nm qua H ni, ngy 20 thỏng 10 nm 2011 Nguyn Vn Thng Luận văn tốt nghiệp MC LC Trang M U CHNG 1: Tng quan h siờu dn nhit cao cha Bismuth 1.1 Lch s quỏ trỡnh phỏt trin.. 1.2 H vt liu siờu dn nhit cao cha Bismuth . 1.2.1 Cu trỳc vi mụ cht siờu dn ..4 1.2.2 Cu trỳc v tớnh cht ca h siờu dn BSCCO 1.2.3 Quỏ trỡnh hỡnh thnh pha HC siờu dn nhit cao BSCCO 15 1.2.4.Cỏc phng phỏp ch to bt siờu dn nhit cao BSCCO 18 1.2.5.Mng siờu dn nhit cao cha Bismuth 22 1.3 ng dng ca hp cht siờu dn nhit cao 25 1.3.1 Dõy dn in. 26 1.3.2 Tu chy trờn m t (Nht Bn) 27 1.3.3.Thit b cng hng t (MRI-Magnetic Resonance Imaging). 27 1.3.4 Mỏy phỏt in v mỏy bin th 28 CHNG 2: Thc nghim 29 2.1.Cỏc phng phỏp nghiờn cu 29 2.1.1.o in tr ph thuc vo nhit 29 2.1.2.K thut phõn tớch cu trỳc bng ph nhiu x tia-X .35 2.1.3 nh hin in t quột (SEM) 36 2.1.4.o h s t hoỏ ng 37 2.2 Phng phỏp ch to mu 40 2.2.1.Phng phỏp ch to bt siờu dn bng phng phỏp phn ng pha rn 40 Luận văn tốt nghiệp CHNG 3: Kt qu v tho lun 43 3.1 H Bi(Pb)-2223 43 3.1.1 c trng in tr sut ph thuc nhit 43 3.1.2.Gin nhiu x tia-X . 47 3.1.3 nh hin vi in t quột (SEM) . 51 3.1.4 ng cong t tr v mt dũng ti hn 53 KT LUN .55 Ti liu tham kho 56 DANH MC CC HèNH V, BNG BIU Hỡnh 1.1 Hỡnh 1.2 Quỏ trỡnh tin trin theo thi gian ca nhit chuyn pha siờu dn Tc nh ca cỏc xoỏy tam giỏc cht siờu dn nhit cao h BiSrCaCuO nhn c bng phng phỏp bt t Hỡnh 1.3 Cu trỳc xoỏy t giỏc (a) v tam giỏc (b) Hỡnh 1.4 Cu trỳc tinh th ca cỏc pha Bi-2201, Bi-2212 v Bi-2223 Hỡnh 1.5 Hỡnh 1.6 Hỡnh 1.7 Hỡnh 1.8 in tr sut theo trc c (c) v in tr sut theo mt ab (ab) ca n tinh th siờu dn Bi2Sr2Ca2Cu3O10 ng cong in tr sut t i ph thuc nhit R(T)/R(140 K) ca gm siờu dn Bi-2223 ng cong t ph thuc t trng ngoi i vi cht siờu dn loi II Quy trỡnh ch to cỏc mu siờu dn nhit cao bng phng phỏp phn ng pha rn Hỡnh 1.9 Phng phỏp cỏn Hỡnh 1.10 Phng phỏp in li Hỡnh 1.11 Phng phỏp quay ph Hỡnh 1.12 Phng phỏp nhỳng Hỡnh 1.13 Phng phỏp cỏn ộp Hỡnh 1.14 Hỡnh 1.15 Hỡnh 1.16 Hỡnh 1.17 Hỡnh 2.1 Dõy dn in bng vt liu siờu dn Tu chy trờn m t (Nht Bn) Thit b cng hng t (MRI) dựng y hc v nh chp nóo ngi Mỏy phỏt in v mỏy bin th S bn mi dũ v cỏc ng dũng gn hai mi dũ dũng:1,4mi dũ dũng; 2, 3-mi dũ in th Hỡnh 2.2 Hỡnh 2.3 Mu o vi cỏc kớch thc cú liờn quan n tha s hiu chnh S bung mu h o in tr bn mi dũ c lm lnh bng khớ He Hỡnh 2.4 H thng kp mu o in tr bng phng phỏp bn mi dũ Hỡnh 2.5 Nhiu x tia X (Bruker D5005) Hỡnh 2.6 Kớnh hin vi in t quột SEM (Jeol 5410 LV) Hỡnh 2.7 Mi liờn h gia t m, t trng xoay chiu v cỏc thnh phn v ca h s t hoỏ ng Hỡnh 2.8 S nguyờn lý ca phộp o h s t hoỏ ng Hỡnh 2.9 Quy trỡnh ch to bt siờu dn bng phng phỏp gm Hỡnh 3.1 Hỡnh 3.2a Hỡnh 3.2b Hỡnh 3.3 Hỡnh 3.4 Cỏc c trng in tr sut ph thuc nhit ca h mu Bi(Pb)-2223 c trng ts ph thuc nhit ca h mu Bi(Pb)-2223 ng vi phõn in tr sut t i theo nhit ca h mu Bi(Pb)2223 Gin nhiu x tia-X ca mu Bi(Pb)-2223 (K0)cha pha Li Gin nhiu x tia-X ca h mu Bi(Pb)-2223 (K5)pha 15%Li Hỡnh 3.5 Gin nhiu x tia-X ca h mu Bi(Pb)-2223 (K0-K5) Hỡnh 3.6 nh SEM ca mu siờu dn Bi(Pb)-2223 khụng pha Li (mu K0) Hỡnh 3.7 nh SEM ca h mu siờu dn Bi(Pb)-2223 pha Li Hỡnh 3.8 ng cong t tr ca mu Bi(Pb)-2223 pha 2,5% Hỡnh 3.9 ng cong t tr ca mu Bi(Pb)-2223 pha 7,5% Bng 1.1 Nhit TC, thm sõu London L, di kt hp 0K ca cht siờu dn in hỡnh Bng 1.2 Thụng s vt lý ca mt s cht SDNC Bng 2.1 Thnh phn cỏc oxide cú h mu Bng 3.1 Cỏc c trng chuyn pha siờu dn h siờu dn Bi(Pb)-2223 DANH MC CC Kí HIU V CH VIT TT Ký hiu BSCCO T Tc = Tconset Tc Tờn ting vit Vt liu siờu dn nhit cao h Bismuth Nhit tuyt i Nhit chuyn pha siờu dn rng vựng chuyn pha di kt hp H Cng t trng Ho Cng t trng ngoi Cng t trng ti hn ; cng t trng ti hn nhit Hc ng HC1 T trng ti hn th I cht siờu dn loi II HC2 T trng ti hn th II cht siờu dn loi II q BCS H s lp y J0hn bardeen, Leon Cooper va Robert Schrieffer H s t hoỏ ng t thm ca vt liu à0 t thm chõn khụng (=4.10-7H.m-1) H s nhit dung trng thỏi thng Bc súng L thm sõu Lonon Lng t t thụng J Mt dũng in Jc Mt dũng in ti hn M H s h cm Tn s I Dũng in s cp Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn M U Hin nay, cỏc nh khoa hc thc nghim v vt lý v vt liu ó v ang nghiờn cu tỡm cỏc cht siờu dn cú nhit chuyn pha cao hn, nhm mc ớch ng dng khoa hc k thut v i sng iu ny cho thy cỏc cht siờu dn nhit cao rt a dng ú l nhng hp cht cha ng (Cu) v ụxy (O), ú cú c nhng hp cht t him v liờn kim loi S phc v a dng ca cỏc hp cht siờu dn l ti cc k hp dn cho cỏc nh vt lý lý thuyt v thc nghim Cỏc nh lý thuyt ang gng sc tỡm hiu v c ch v mụ ca cht siờu dn nhit cao Mt s lý thuyt trung vo mi liờn kt c bit gia cỏc nguyờn t ng v ụxy to nờn cỏc mt CuO2 v cỏc chui CuO cu trỳc tinh th Mc dự cũn gp nhiu khú khn vic tỡm hiu v c ch siờu dn v c bit l c ch siờu dn nhit cao, nhng nhng nghiờn cu v vt liu siờu dn c tin hnh mt cỏch sụi ng ti nhiu phũng thớ nghim trờn khp th gii Hin nay, cỏc nghiờn cu v siờu dn i theo hai hng chớnh: th nht l c gng tỡm vt liu cú nhit chuyn pha cao, th hai l vic la chn, iu chnh cụng ngh ch to nhm nõng cao tớnh cht (nh: mt dũng ti hn, t trng ti hn), n nh cht lng ca vt liu da trờn nn tng ca cỏc vt liu siờu dn ó c tỡm v hng ny hin c nhiu phũng thớ nghim cng nh cỏc cụng ty nghiờn cu v ng dng cụng ngh c bit quan tõm vi mc ớch ng dng chỳng vo cỏc lnh vc ca i sng xó hi: truyn ti in nng, y t, cụng ngh in t v truyn thụng Cỏc tớnh cht c trng ca vt liu siờu dn c quan tõm l nhit chuyn pha siờu dn Tc, rng chuyn pha Tc, hm lng pha siờu dn v mt dũng ti hn Jc Trong quỏ trỡnh thc nghim, quỏ trỡnh x lý nhit (nhit , thi gian ca quỏ trỡnh nung s b, thiờu kt) úng vai trũ quan trng nh hng trc tip n cht lng mng siờu dn h Bismuth núi riờng v vt liu siờu dn núi chung Nguyễn Văn Thắng Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn Cho n nay, vic ch to thnh cụng vt liu siờu dn nhit cao cỏch ln vt liu Tuy nhiờn cỏc cht siờu dn hai chiu ( cỏc cht siờu dn nhit cao thuc h ụ xớt ng), liờn kt ca cỏc cp cooper xy trờn khong cỏch khụng ln lm Bi(Pb)-2223 (Tc =110K) ó c tin hnh bng nhiu phng phỏp nh; phng phỏp phn ng pha rn, phng phỏp sol-gel tng hp bng ng ng kt ta, phng phỏp sol-gel bng ng to phc, thy phõn alkoxideTuy nhiờn cỏc phng phỏp ny u cú quy trỡnh ch to khỏc Do ú, la chn iu kin cụng ngh thc hin ti cỏc phũng thớ nghim Vit Nam nhm mc ớch ch to vt liu siờu dn Bi(Pb)-2223 cht lng cao, giỏ thnh r Trong iu kin trang thit b ITIMS, lun ny chỳng tụi la chn ch to mu bng phng phỏp phn ng pha rn õy l phng phỏp n gin, r tin Vi mc ớch trờn, lun ỏn ny, chỳng tụi ó la chn : Nghiờn cu c trng chuyn pha siờu dn loi ca h siờu dn Bi(Pb)-2223 pha Li ch to bng phng phỏp phn ng pha rn Lun ỏn gm chng: Chng 1: Tng quan h siờu dn nhit cao cha Bismuth Chng 2: Thc nghim Chng 3: a cỏc kt qu thu c v cỏc ý kin nhn xột ỏnh giỏ Cui cựng, chỳng tụi a mt s kt lun chung v mt s xut phng hng nghiờn cu tip theo Nguyễn Văn Thắng Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn CHNG 1: TNG QUAN H SIấU DN NHIT CAO CHA BISMUTH 1.1 Lch s quỏ trỡnh phỏt trin u nm 1986, A Muller v G Bednorz (Thy s) phỏt hin mt h hp cht siờu dn mi l La-Ba-Cu-O [1] m nhit chuyn pha t ti Tc ~ 35 K Mt nm sau hai nh vt lý i hc Houston (M) l P W Chu M K Wu li cho i mt hp cht siờu dn khỏc cng cha ng l Y-Ba-Cu-O, nhit chuyn pha ca nú vt quỏ nhit sụi ca Nit lng (Tc ~ 95 K) iu ny to thun li cho vic nghiờn cu cỏc tớnh cht ca vt liu siờu dn mt cỏch rng rói v thỳc y quỏ trỡnh khỏm phỏ cỏc h siờu dn khỏc cú nhit Tc cao [2] Khong mt nm sau ú H Maeda (ETL, Nht bn) ó tỡm h siờu dn Bi-Sr-Ca-Cu-O cú nhit chuyn pha lờn n 115 K [3] Nm nm sau, tc l vo nm 1993 hai nh vt lý ngi Nga l E V Antipov v S N Putilin khỏm phỏ h siờu dn cha thu ngõn l Hg-Ba-Ca-Cu-O m cho n tn bõy gi h ny gi k lc v nhit chuyn pha, Tc ~ 135 K [4] 160 HgBaCaCuO Nhiệt độ chuyển pha Tc [K] 140 120 TlSrCaCuO BiSrCaCuO 100 YBaCuO 80 60 LaSrCuO 40 20 1900 Nb Hg 1920 NbGe NbN 1940 1960 1980 2000 Năm Hỡnh 1.1: Quỏ trỡnh tin trin theo thi gian ca nhit chuyn pha siờu dn Tc [6] Nguyễn Văn Thắng Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn K2 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 R(T)/R(300K) R(T)/R(300K) K2 1.0 0.4 0.4 p Tc 0.2 0.2 0.0 0.0 o Tc onset Tc Diffrential*5 100 150 200 250 300 100 T(K) 150 200 250 T(K) K3 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 R(T)/R(300K) R(T)/R(300K) K3 1.0 0.4 0.2 p Tc 0.4 0.2 onset Tc Tc Diffrential*5 0.0 0.0 100 150 200 250 300 100 150 T(K) 200 250 K4 K4 1.0 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 R(T)/R(300K) R(T)/R(300K) 300 T(K) 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 Tc Tc o p onset Tc Diffrential*5 100 150 200 250 300 100 T(K) Nguyễn Văn Thắng 150 200 250 T(K) 45 Itims 2011 300 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn K5 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 R(T)/R(300K) R(T)/R(300K) K5 1.0 0.4 0.4 Tc p onset Tc 0.2 0.2 Tc Diffrential*5 o 0.0 0.0 100 150 200 250 100 300 150 200 250 300 T(K) R(T) Hỡnh 3.2a: c trng in tr sut ph thuc Hỡnh 3.2b: ng vi phõn in tr sut t i nhit ca h mu Bi(Pb)-2223 Tconset (K) theo nhit ca h mu Bi(Pb)-2223 Tc0 (K) Tc(K) Tcp (K) TT Mu K0 113,2 107 2,6 109,2 K1 113,5 104,2 2,75 108,4 K2 117 107,6 3,8 116 K3 113,8 102,7 2,8 106 K4 114,3 107 3,0 110 K5 114,5 105,4 4,0 110 Bng 3.1: Cỏc c trng chuyn pha siờu dn ca h mu Bi(Pb)-2223 Tc(K): l khong nhit chuyn pha siờu dn v bng hiu s gia nhit m ti ú in tr sut bng 90% v 10% giỏ tr nhit chuyn pha siờu dn Khi kộo di thi gian nung thiờu kt, cỏc ht siờu dn ln dn lờn v thu hp khong cỏch cựng vi s suy gim ca cỏc pha trung gian Kt qu l s kt hp v Nguyễn Văn Thắng 46 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn pha ca cỏc cp Cooper n sm hn v cng siờu dn c tng cng (cỏc mu K2 v K5) Tuy nhiờn, kộo di thi gian nung thiờu kt thỡ s mt mỏt v nguyờn t ó xy Nh vy thớ nghim ny thỡ thi gian nung thiờu kt gi vai trũ c bit quan trng nh hng trc tip n cht lng ca mu siờu dn Mu siờu dn tt nht thu c cú nhit chuyn pha Tc ~ 115K v rng chuyn pha Tc ~ 4K (mu K5) Phộp o in tr sut ph thuc nhit c tin hnh o bung o lm lnh bng chu trỡnh kớn s dng Heli lng di nhit (20-300K) 3.1.2 Gin nhiu x tia-X Gin nhiu x tia X ca mu khụng pha Li c cho trờn hỡnh 3.3 Kt qu cho thy pha Bi(Pb)-2223 c th hin rt rừ thụng qua s xut hin ca cỏc nh (h), nhiờn pha Bi(Pb)-2212 v pha cht CaSrPbO4 cũn tn ti Khi Li c pha vo v nhit nung thiờu kt c chn thớch hp thỡ pha Bi(Pb)2223 ó chim mt t l rt cao ~96% v pha Bi(Pb)-2212 cũn li khụng ỏng k (hỡnh 3.4) Vi cựng thi gian nung thiờu kt l 250 gi nhng tc phn ng pha rn to pha Bi-2223 rt chm nhit nung thiờu kt l 8600C (mu K0) V pha Li (mu K5) thỡ nhit nung thiờu kt ó gim i (TTK=8500C) nhng tc to pha xy hon ho hn so vi mu khụng pha Li (mu K0, TTK=8600C) Nguyễn Văn Thắng 47 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn 450 400 350 h(319) (308) h(317) (228) h(220) (224) h(2010) h(0014) l(0012) l(008) 50 h(113) l(107) 100 h(117) h(115) 150 h(315) h(119) h(1011) 200 h(200) 250 h(0010) Cờng độ [cps] 300 20 30 40 50 60 70 Hỡnh 3.3: Gin nhiu x tia-X ca mu Bi(Pb)-2223 (K0)cha pha Li Nguyễn Văn Thắng 48 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn h(119) h(200) 450 h(115) 400 350 h(319) h(317) (228) h(2012) l(1110) l(0016) l(1112) (224) 50 h(220) 100 h(0014) l(0012) h(1011) 150 h(2010) 200 h(315) l(008) h(117) 250 h(119) h(113) l(107) Cờng độ[cps] 300 20 30 40 50 60 70 Hỡnh 3.4: Gin nhiu x tia-X ca h mu Bi(Pb)-2223 (K5)pha 15%Li H mu Bi(Pb)-2223 Khụng pha Li (mu K0), pha 2,5%Li (mu K1), pha 5%Li (mu K2), pha 7,5%Li (mu K3), pha 10%Li (mu K4) v pha 15%Li (mu K5) Hỡnh l ph nhiu x tia X ca cỏc mu Bi1,6Pb0,4Sr2Ca2Cu3O10+ ( vi x= 0,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10 v 15) nhit phũng Vic i chiu vi ph chun nhiu x tia X ca vt liu Bi1,6Pb0,4Sr2Ca2Cu3O10+ cho thy cỏc mu c ch to l khỏ n pha vi mt lng nh cỏc pha cht nh CaSrPbO4 T ph nhiu x tia X ta thy cỏc nh vch ph ln lờn dn nng Li thay th Cu tng lờn Nguyễn Văn Thắng 49 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp K0 K1 K2 K3 K4 K5 30 40 50 h(319) (308) h(317) (228) h(315) h(220) (224) h(0014) l(0012) h(2010) h(117) h(1011) h(200) 20 h(0010) l(008) h(115) 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 h(113) l(107) Cờng độ [cps] Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn 60 Hỡnh 3.5: Gin nhiu x tia-X ca h mu Bi(Pb)-2223 (K0-K5) Nguyễn Văn Thắng 50 Itims 2011 70 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn 3.1.3 nh hin vi in t quột (SEM) K0 K5 Hỡnh 3.6: nh SEM ca mu siờu dn Bi(Pb)-2223 khụng pha Li(mu K0) nh SEM ca mu K0 cho thy cỏc ht siờu dn Bi-2223 cú dng hỡnh tm cú kốm theo mt lng nh cỏc ht hỡnh lỏ kớch thc 20-30àm Nh vy sau nung thiờu kt 8600C thi gian 250 gi, cỏc ht tinh th siờu dn h Bi(Pb)2223 l khỏ ln (hỡnh 3.6) Tuy nhiờn, hỡnh dng ca cỏc ht siờu dn Bi(Pb)-2223 ó thay i v dng hỡnh lỏ vi kớch thc 10-15àm mu cha 15%Li pha K5 (hỡnh 3.6) Cỏc ht ny li hp vi thnh nhng ỏm tinh th (cluster) cú kớch thc 200-300àm Nguyễn Văn Thắng 51 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn Nguyễn Văn Thắng 52 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn Hỡnh 3.7: nh SEM ca h mu siờu dn Bi(Pb)-2223 pha Li 3.1.4 ng cong t tr v mt dũng ti hn ng cong t tr ca mu Bi-2223 hai trng hp: khụng pha v pha15% Li, thu c t phộp o t k mu rung (VSM) ti nhit sụi ca Nit lng (77K) di t trng 2000 ữ +2000 Oe, c th hin trờn hỡnh 3.14 Khi t trng ngoi t vo tng lờn (0 ữ +2000 Oe), mụmen t ca mu gim xung theo chiu õm, th hin c trng nghch t ca mu siờu dn Theo hiu ng Meissner, ta cú: B = 4M + H (3.1) Vi B-t trng mu, H-t trng ngoi t vo, M-mụmen t trng thỏi nghch t lý tng, t trng mu b y ngoi (B=0), ú M=-H/4 Mt dũng ti hn ca mu c tớnh theo mụ hỡnh Bean ỏp dng cho mu hỡnh tr (ab): Jc = 60 ì a ì M (3a b) (3.2) vi M l hiu s ca giỏ tr mụmen t trờn (M+) v mụmen t di (M-) Nguyễn Văn Thắng 53 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn 0.2 AC-susceptiblity (arb.units) 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 T(K) Hỡnh 3.8: ng h s t húa ng ca mu Bi(Pb)-2223 pha 2,5% B 0.2 0.1 AC-susceptiblity (arb.unist) 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1.0 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 T(K) Hỡnh 3.9: ng h s t húa ng ca mu Bi(Pb)-2223 pha 7,5% Nguyễn Văn Thắng 54 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn Khi t mu t trng, t trng s thõm nhp vo mu di dng cỏc xoỏy t, bờn xoỏy t l trng thỏi thng (khụng siờu dn) Khi t trng ngoi tng lờn, mt cỏc xoỏy t tng, lm gim t phn pha siờu dn mu v lm cho mt dũng ti hn ca mu gim i rừ rt Túm li, nhit nung thiờu kt thớch hp (8600C vi mu khụng pha Li, 8500C i vi mu pha t (2,5ữ15% Li), thỡ sau 250 gi nung cỏc mu thu c cú lng pha siờu dn Bi(Pb)-2223 chim phn ln t phn ca mu (>95%) Li cú vai trũ c bit quan trng vic thỳc y s ln lờn ca cỏc ht siờu dn cha lp CuO2 v lm tng nhit chuyn pha siờu dn Nguyễn Văn Thắng 55 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn KT LUN ó ch to c h mu gm siờu dn nhit cao Bi1,6Pb0,4Sr2Ca2Cu3O10+ pha Li (0-15%) cú cht lng tt vi nhit chuyn pha siờu dn TC ~ 114K ó tỡm c quy trỡnh cụng ngh ch to mu siờu dn h BSCCO pha Li bng phng phỏp phn ng pha rn tng i n nh ó phỏt hin s tn ti ca c hai pha siờu dn Bi-2223 v Bi-2212 bng phng phỏp nhiu x tia-x T lng pha siờu dn Bi-2223 tng theo hm lng pha Li Cỏc ht siờu dn cú kớch thc hỡnh tm v hỡnh lỏ kớch thc 20-30àm xp cht vi to thnh cỏc vựng liờn tc ó s dng h o kt hp phộp o in tr sut v h s t húa ng ti Vin ITIMS phỏt hin ng thi chớnh xỏc c trng chuyn pha siờu dn Nguyễn Văn Thắng 56 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn TI LIU THAM KHO [10] A C Rose-Innes and E H Rhoderick, Introduction to Superconductivity, Pergamon Press plc (1994) [4] A Schilling, M Cantoni, J D Guo and H R Ott, Superconductivity above 130K in the Hg-Ba-Ca-Cu-O, Nature 363 (1993) 56-58 [12] Chuanbin Mao, Lian Zhou, Xiaozu Wu, Xiangyun Sun, New undertanding of silver-induced texture in powder-in-tube processed Ag/Bi2223 tape, Physica C 281 (1997) 159-175 [11] D Larbalestier, A Gurevich, D M Feldmannand A Polyanskii, High-Tc superconducting materials for electric power application, Nature 414 (2001) 368-377 [5] Frank Herman, Robert V Kasowski, and William Y Hsu, Electronic structure of Bi2Sr2CaCu2O8 high TC superconductors, Phys Rev B 38 (1988) 204-207 [1] J G Bednorz and K A Muller, Possible high TC in the Ba-La-Cu-O Z Phys B 64 (1986) 189-192 [15] H Altenburg, J Plewa, G Plesch and O Shpotyuk, Thick films of ceramic, superconducting and electro-ceramic materials, Pure Appl Chem 74 (2002) 2083-2096 [16] H Schmidt, M Menning, Wet Coating technologies for Glass, The Sol-gel Gateway (2000) [24] Ko Jae Woong, Lee Soo Young, Kim Hai Doo Fabrication of Bi 2212 OxAg superconducting tape using a screen-printing method, Journal of Meterials Science 29 (1994) 4639-4644 Nguyễn Văn Thắng 57 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn [13] Kreskov A P C s húa hc phõn tớch, v 2, NXB i hc v giỏo dc chuyờn nghip, H Ni (1989) [22] Larry D Hanke, Handbook of Analytical methods for Material, Materials Evaluation and Engineering, Inc USA (2001) [17] National Renewable Energy Laboratory, USA (1998) [20] Peter Lundqvist, Structure and physical properties of doped 123 superconductors, and search for new superconducting hydrides, Doctors thesis, Sweden (1998) [8] P W Anderson, Interlayer Tunneling Mechanism for High-TC Superconductivity: Comparison with c-Axis Infrared Experiments, Science 268 (1995) 1154-1155 [2] R Boca, and M Breza, Electronic structure of of high temperature superconductors I Y-Ba-Cu-O systems, Czech J Phys 40 (1990) 778-789 [3] Raju P Gupta, and Michele Gupta, Electronic-structure calculation of hole carrier-density distribution in Bi2Sr2Cu1O6, Bi2Sr2CaCu2O8, and Bi2Sr2Ca2Cu2O10 superconductors, Phys Rev B 49 (1994) 13154-13159 [9] T Mannhart, Critical currents in high-TC superconductors, Springer Series in Solid-State Sciences, Vol 106, Springer-Verlag Berlin, Heidenberg (1992) 367-393 [18] The AMPTIAC Newsletter (2003) [19] Th Lang, D Buhl and L J Gauckler, Supercond, Stefan Kobel, Bi2Sr2CaCu2OX superconducting thick film on MgO substrates, Doctors thesis, Swiss Federal Intitute of Technology (Zurich) 2001 Sci Tech 10 (1997) 311 [21] V ỡnh C, Nguyn Xuõn Chỏnh, Cụng ngh nano, NXB KHKT (2004) 85-87 Nguyễn Văn Thắng 58 Itims 2011 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb)-2223 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn [27] Nguyn Quang Huy (2007), Lun thc s khoa hc vt liu HBKHN Nghiờn cu nh hng ca vic thay th Li cho Cu n cỏc tớnh cht vt lý ca h siờu dn nhit cao BPSCCO ch to bng phng phỏ sol-Gel [25] Thõn c Hin (2008), T hc v vt liu t, NXBBK-H Ni [23] Nguyn Khc Mn, Thõn c Hin, Nguyn Th Mựa, Nguyn c Minh v Nguyn Th Thu Hng, Nghiờn cu s ph thuc thi gian nung thiờu kt lờn mt s tớnh cht ca mng siờu dn Bi-2212, Hi ngh Vt lý ton quc ln th VI, H ni, 23-25/11/2005 [7] Nguyn Khc Mn, Lun ỏn tin s, H ni (2001) [26] N.K.Man and T Hien Weak- Link Behaviou of high Tc Superconductor Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10+ Prepared by sol lidsate reaction method [14] Th Sõm, Nghiờn cu ch to mng dy siờu dn Bi2Sr2CaCu2Ox v mt s tớnh cht ca chỳng, Lun ỏn tin s vt lý (2003) [6] Hong Ngc Thnh, Lun ỏn tin s, H ni (2001) Nguyễn Văn Thắng 59 Itims 2011 ... [ 12] : F 222 3% = Vi: 00 12 I 22 23 ì 100 008 00 12 I 22 12 + I 22 23 00 12 l cng nh (00 12) ca pha Bi -2 2 23 gin I 22 23 nhiu x tia X Nguyễn Văn Thắng 15 Itims 20 11 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn. .. CuO2 l cỏc lp in mụi hoc dn in kộm Nguyễn Văn Thắng Itims 20 11 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb) -2 2 23 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn + Pha Bi -2 2 01... Bi2Sr2Ca2Cu3O10 Nguyễn Văn Thắng Itims 20 11 Nghiên cứu đặc trng chuyển pha siêu dẫn loại hệ siêu dẫn Bi(Pb) -2 2 23 pha tạp Li chế tạo phơng pháp phản ứng pha rắn Do cu trỳc c bit nh trờn m vt liu