اندازهﮔﯿﺮي ﭘﺬﯾﺮﻓﺘﺎري مغناطيسي متغير (AC) در ابر رساناي دماي ﺑﺎﻻي YBCO آﻻﯾﯿﺪه با نانو ذرات نقره

AC Magnetic Susceptibility Measurement of High Temperature YBCO Superconductor Doped by Silver Nanoparticles

در اين ﭘﮋوﻫﺶ ﭘﺬﯾﺮﻓﺘﺎري مغناطيسي AC در ابررساناي دماي ﺑﺎﻻي YBCO آﻻﯾﯿﺪه شده با نانوذرات نقره ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ قرار ﮔﺮﻓﺖ. ابررساناي دماي ﺑﺎﻻي YBCO با درصدهاي وزني آﻻﯾش 00/0x=، 06/0x=، 10/0x= و 30/0x= ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش واﮐﻨﺶ حالت ﺟﺎﻣﺪ ﺳﺎﺧﺘﻪ شد. آﻧﺎﻟﯿﺰ XRD نمونه‌ها فاز ارﺗﻮروﻣﺒﯿﮏ ابررسانا و ﺗﻘﺎرن ﮔﺮوه ﻓﻀﺎيي Pmmm را نشان دادﻧﺪ. تحليل ﺗﺼﺎوﯾﺮ ميكروسكوپ الكتروني روﺑﺸﯽ (SEM) مربوط به ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي ﺳﻄﺤﯽ مواد ابررساناي خالص Y123 و آلايش يافته با نانوذرات نقره (Y123+x wt%Ag)، كاهش اندازه دانه و ساختارهاي متراكم را دراثر افزايش نانوذرات نقره ﻇﺎهر ﻧﻤﻮدﻧد. ﻗﺴﻤﺖهاي حقيقي ﭘﺬﯾﺮﻓﺘﺎري مغناطيسي، رﻓﺘﺎر دﯾﺎمغناطيسي ذاﺗﯽ و اﺗﺼﺎﻻت ﻣﺮزدانه‌اي را ﻧﻤﺎﯾﺎن ﺳﺎﺧﺘﻪ و ﻣﻮﻟﻔﻪهاي ﻣﻮﻫﻮمي ﭘﺬﯾﺮﻓﺘﺎري مغناطيسي، اﺗﻼف اﻧﺮژي ﻧﺎﺷﯽ از ﻧﻔﻮذ ﺷﺎر و ﺣﺮﮐﺖ ﮔﺮدﺷﺎرها در ﻣﺮز دانه‌ها را نشان دادﻧﺪ. از ﺑﺮرﺳﯽ نمودار حقيقي ﭘﺬﯾﺮﻓﺘﺎري مغناطيسي نمونه خالص Y123 دماي ﺑﺤﺮاﻧﯽ 92 كلوين به دست آﻣﺪ و دﯾﺎﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺲ ﮐﺎﻣﻞ در ﺗﻤﺎمي نمونه‌ها (00/0، 06/0، 10/0 و 30/0x=) مشاهده گرديد. همچنين ﻫﻤﻪ نمونه‌ها با وجود نانوذرات نقره به ﻃﻮر ﮐﺎﻣﻞ ابررسانا ﺑﺎﻗﯽ ﻣﺎﻧﺪه و اﻓﺰودن نانوذرات نقره دماي ﺑﺤﺮاﻧﯽ را كاهش و ﭼﮕﺎﻟﯽ جريان ﺑﺤﺮاﻧﯽ را افزايش داد. نتيجه اين كه بر ﻣﺒﻨﺎي ﻣقادير به دست آﻣﺪه ﻣﺎكزﯾﻤﻢ جريان ژوزﻓﺴﻮن و اﻧﺮژي ﺟﻔﺖ شدﮔﯽ بين‌دانه‌اي ژوزﻓﺴﻮن، 10/0x= بهترين درصد وزني براي Ag در ﻣﯿﺎن نمونه‌هاي آﻻﯾﯿﺪه شده Y123 است. در حقيقت اﻧﺮژي ﺟﻔﺖ شدﮔﯽ بين‌دانه‌اي ژوزﻓﺴﻮن باعث افزايش نيروي مهاركننده شده كه اين خود افزايش ﭼﮕﺎﻟﯽ جريان ﺑﺤﺮاﻧﯽ را به دﻧﺒﺎل ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ.

In this study, the effect of of silver nanoparticles (Ag-NPs) inclusion on the AC magnetic susceptibility of high temperature YBa2Cu3O7-δ (Y123) + x wt% Ag (x=0.00, 0.06, 0.10 and 0.30) polycrystalline superconductors was investigated. The high temperature superconductors (Y123 + x wt% Ag) were fabricated by the solid state reaction method. XRD analysis of the samples showed superconducting orthorhombic phase with symmetry of Pmmm space group. Analysis of scanning electron microscopy (SEM) images related to the surface morphology of the samples showed that increasing silver nanoparticles dopant causes a decrease in granule size of the compounds. Real magnetic susceptibility exhibited intrinsic diamagnetic behavior and grain boundary connections and imaginary components of magnetic susceptibility showed energy loss due to flux penetration and vortex movement at the grain boundary. The critical temperature of 92 K was obtained for pure Y123 by real component of magnetic susceptibility and complete diamagnetism was observed in all samples (x=0.00, 0.06, 0.10 and 0.30). Silver decreased the critical temperature and increased the critical current density. Based on the obtained values of maximum Josephson current and Josephson intergranular energy coupling, it can be concluded that x=0.10 is the best weight percentage for Ag among the Y123 doped samples. Indeed, the greater inter-granular Josephson coupling energy causes, the superior of the trapping force and consequently produces the better critical current density.