Sm 원소가 첨가된 $(Sm/Y)_{1.8}Ba_{2.4}Cu_{3.4}O_{7-x}$[이하 (Sm/Y)1.8] 고온초전도체를 국부용융성장법을 이용해 대기 중에서 용융성장실험을 하였다. 초기 (Sm/Y)1.8 초전도체 시편은 rubber 몰드를 이용해 냉간정수압성형(CIP) 과정을 거쳐 길이 방향 원통형상으로 제조되었다. 이렇게 얻어진 (Sm/Y)1.8 초전도체는 용융온도 및 성장속도에 따라 광학현미경, TEM그리고 SQUID magnetometer를 이용해 미세구조 및 초전도특성을 평가하였다. 이 결과 (Sm/Y)1.8 초전도체의 최적의 용융온도 및 성장속도는 $1085^{\circ}C$에서 3.5mm/hr로 나타났다. 특히 일방향으로 용융성장된 (Sm/Y)1.8 초전도체의 광학현미경 및 TEM에 의하 미세구조 관측 결과, 초전도상인 (Sm/Y)123 matrix내에 비초전도상인 (Sm/Y)211 inclusions이 균질하게 분포되어 있는 것이 관측되었다. 초전도특성을 평가한 결과 용융성장된 (Sm/Y)1.8초전도체는 90K에서 임계온도가 시작되어 77K이상의 온도에서 포화되는 특성을 보였다.
부유대역용융성장법을 이용한 $(Nd/Y)_{1.8}Ba_{}2.4Cu_{3.4}O_{7-x}$[이하 (Nd/Y)1.8]계 고온초전도체를 대기 중에서 용융성장실험을 하였다. 용융성장에 사용된 (Nd/Y)1.8 시편은 rubber 몰드를 이용해 냉간정수압성형(CIP) 과정을 거쳐 길이방향 원통 형상으로 제조되었다. 용융성장 된 (Nd/Y)1.8 초전도체는 SEM, TEM 그리고 SQUID magnetometer를 이용해 미세구조 및 초전도특성을을 평가하였다. 특히 용융성장 된 (Nd/Y)1.8 초전도체의 SEM에 의한 미세구조 관측 결과 초전도상인 (Nd/Y)123 matrix 내에 비초전도상인 (Nd/Y)211 inclusions이 균질하게 분포되어 있는 것이 관측되었다. 또한 용융성장 된 (Nd/Y)1.8 초전도체는 90K에서 임계온도가 시작되어 77K 이상의 온도에서 포화되는 특성을 보였다.
$Y_{1}Ba_{2}Cu_{3}O_{7-\delta}$계에서 211상의 성장거동을 관찰하기 위하여 123시편을 $1100^{\circ}C$에서 유지시간을 변화시켜 MgO다결정 기판과 MgO 단결정 기판위에 놓고 소결시킨 후 공냉하였다. 211입자는 유지 시간이 증가함에 따라 성장하였으며MgO단결정 기판보다 MgO다결정 기판을 사용했을때 더 큰 성장을 보였다. CuO양을 변화시키면서 만든 $Y_{2}Ba_{1+X}Cu_{3}O_{5+\delta}$ 시편에서 211입자는 CuO양이 증가함에 따라 조대해졌으며 0.6mol CuO가 더 첨가된 시편에서 가장 큰 211입자가 관찰되었다. $Y_{2}Ba_{1+X}Cu_{3}O_{5+\delta}$시편에서 211입자는 아주 미세하고 균일하게 분포되었다. $SnO_{2}$첨가로 인한 211입자의 성장억제 효과는 ($BaCuO_{2}$+ CuO)액상에서보다 CuO액상에서 더 크게 나타났다.
The structural and electric properties of $Y_{1-x}$YbF$_{x}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-y}$(x=0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 and 0.6) have been investigated by using XRD(X-ray diffraction), TMA(thennomechanical analysis), NMR(nuclear magnetic resonance) analysis and four probe method. $Y_{1-x}$YbF$_{x}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-y}$ samples were prepared by conventional solid-state reaction method using $Y_{2}$O$_{3}$, BaCO$_{3}$, CuO and YbF$_{3}$ power. TMA and high temperature XRD results shows that orthorhombic to tetragonal phase transition occurs in the unfluorinated 1-2-3 sample while the phase change is not observed in the fluorinated 1-2-3 samples. Superconducting transition temperature(T$_{c}$) increases with increasing YbF$_{3}$ content ; T$_{c}$, of the sample reaching maximum of 102K for x=0.3, and then decreases with further increasing YbF$_{3}$ content. The structural analysis and T$_{c}$ results shows that the fluorine doping stabilize the orthorhombic phase, together with the increase in T$_{c}$.}$ c/.TEX> c/.
Fan Zhan guo;wha, Soh-Dea;zhan, Si-Ping;Li Yingmel;Lim Byongjae
한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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pp.624-627
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2001
Two kinds of Nd$_{1+x}$Ba$_{2-x}$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$, the sintering samples and zone melting samples, were heat treated under pure Ar at 95$0^{\circ}C$. The substitution of Nd ion for Ba ion in the Nd$_{1+x}$Ba$_{2-x}$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$ before and after the heat treatment were investigated by XRD. In order to know the effects of the heat treatment, the T$_{c}$ and J$_{c}$ of samples with the heat treatment and those without the heat treatment by Ar were comparatively studied. The results show that the substitution of Nd for Ba decreased, T$_{c}$, and J$_{c}$ increased after the treatment under Ar at 95$0^{\circ}C$. The Nd$_{1+x}$Ba$_{2-x}$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$ samples were oxygenated under pure oxygen at 30$0^{\circ}C$. From the XRD pattern it was found that the sample with x< 0.4 could transfer from tetragonal phase to orthorhombic phase after the oxygenation, but the sample with x>0.4 could not make the phase transition even after a long time oxygenation.ion even after a long time oxygenation.ation.n.ation.ation.
X-선 회절 분석 및 적외선 투과율 측정은 실온에서 수행되었다. 또한 $Y_{1-x}$Nd$_{x}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-y}$고온초전도체의 자기 임계전류밀도와 저항은 각각 30K와 80-140K 범위의 온도에서 조사되었다. 시료들은 고상 반응법에 의해서 제조되었다. 시료들의 결정구조는 X-선 회절무늬로 부터 모두 직방정계임이 판명되었다. 한편 x의 양이 증가함에 따라서 전이온도 T$_{c}$는 88K 근처의 값을 가지며 x의 양이 증가함에 따라 약간 감소하였다. 적외선 투과율 측정에서 날카로운 peak들은 472.23-618.87$cm^{-1}$ / 범위에 있었다. 이것은 특이할 정도로의 low-lying plasmalike edge와 낮은 에너지의 전자적인 여기가 존재함을 나타내는 것이다. 자기임계 전류밀도는 $10^{2}$~$10^{3}$A/$cm^{2}$ 범위에 있었다.있었다.
YBa2Cu3O7-x(=YBCO) single crystals were grown by flux method and the growing process of crystals was investigated. YBCO and 3BaO-7CuO composition powders were mixed by the ratio of 25 : 75(wt%), and the mixtures were melted at 105$0^{\circ}C$ in a electric furnace with no temperature-gradient. Then the melt was cooled at a rate 2-1$0^{\circ}C$/h in the above furnace. YBCO single crystal plate with average size of $1.5\times$2.0$\times$0.1㎣ were obtained in the cavities between crucible and solidified ingot, and the single crystals were oriented to <001> direction. The ingots of flux parts were analyzed by XRD and EDS for the purpose of presuming the growing process of the crystals. It was assumed that the divorced eutectic reaction, by which YBCO crystals were grown first and then BaCuO2 and CuO crystals, occured in the case of cooling rate faster than 2$^{\circ}C$/h. When the cooling rate was 2$^{\circ}C$/h, it was assumed that quasi-equilibrium eutectic reaction occured, so that YBCO, BaCuO2 and CuO crystals were grown at the same time.
고온초전도체 $Y_{1}Ba_{2}Cu_{3-x}Sn_{x}O_{7-y}$에서 Cu 대신에 Sn 을 치환하면서 이들의 조성변화에 따른 자기적 특성을 vibrating sample magnetometer(VSM)와 torque magnetometer를 이용 하여 측정하였다. Cu 대신에 Fe, Ni 등의 원소를 치환했을 때와는 달리 x=0.36 까지 되어도 초전도 전이온도가 90 K 이상을 나타냄을 알 수 있었다. 온도와 외부자기장에 따른 자기 모우먼트 측정을 통하여 각 조성에 따른 lower critical field ($H_{c1}(T)$)과 upper critical field ($H_{c2}(T)$)를 측정하였다. 이 결과를 이용해 $H_{c1}(0)$과 $H_{c2}(0)$를 계산했으며, 간섭길이 (${\varepsilon}_{0}$), 침투깊이 (${\lambda}_{0}$), Ginzburg-Landau 상수 k등을 얻을 수 있었으며, 시료의 flux pinning 효과도 확인할 수 있었다.
Polycrystalline samples of $(R_{0.8}Ca_{0.2})Ba_2Cu_3O_{7-z}$ (R = Lu and Y) were synthesized by a solid-state reaction route, and the phase stabilities were examined by heating at temperatures between $800^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$ in various atmospheres. A comparative analyses of the x-ray diffraction data of the $(Lu_{0.8}Ca_{0.2})Ba_2Cu_3O_{7-z}$ and $(Y_{0.8}Ca_{0.2})Ba_2Cu_3O_{7-z}$ compounds showed that the 123 phase of both compounds is stable under heating in air and $O_2$ of 1 atm. However, contrary to the $(Y_{0.8}Ca_{0.2})Ba_2Cu_3O_{7-z}$ compound, the $(Lu_{0.8}Ca_{0.2})Ba_2Cu_3O_z$ compound was found to become unstable when heated in the low oxygen partial pressure below about 8 % $O_2\;in\;N_2$, Considering the instability of parent $LuBa_2Cu_3O_z$ compound, this result suggests that the phase stability of Lu-based 123 compounds is sensitive to both the composition and the oxygen partial pressure.
Conventional ceramic method has been used to prepare the green phase, $Y_2BaCuO_5$, commonly observed in 90-K superconductor $YBa_2Cu_3O_P{7-{\delta}}$as an impurity phase. The powder X-ray diffraction analysis indicates that $Y_2BaCuO_5$ has an orthorhombic symmetry with lattice parameter of a = 12.2 $\AA$, b = 5.61 $\AA$, and c = 7.14 $\AA.$ The average g-value 2.13 observed in ESR spectrum is attributable to Cu2+ stabilized in $C_{4v}$ field. From the magnetic susceptibility ($\mu$eff = 2.29 BM) and the ESR measurements, it is confirmed that Cu(II) $3d^9$ electrons in $Y_2BaCuO_5$ are localized and can be characterized by Curie-Weiss behavior. Optical reflectance spectrum shows a broad absorption peak around 680 nm due to dxy ${\rightarrow}$$dx^2-y^2$ eletronic transition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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