علی آفتابی هرسینی

محدودیت‌های اصلی ابررسانا Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10+δ، قابلیت میخکوبی شار ضعیف و اتصال بین دانه‌ای ضعیف است که منجر به چگالی جریان بحرانی پایین و میدان مغناطیسی بحرانی کم می‌شود که قابلیت این ماده را برای کاربردهای عملی مختل می‌کند. افزودن ناخالصی‌های نانومقیاس می‌تواند مراکز میخکوبی مصنوعی ایجاد کند که ممکن است قابلیت پین‌کردن شار و جفت شدگی بین دانه‌ای را بهبود بخشد. در این پژوهش، تأثیرات نانوذرات اکسید روی بر روی پارامترهای ابررسانا و خواص شبه گاف ابررسانا Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10+ δ با استفاده از تحلیل‌های رسانایی ناشی از نوسانات بررسی می‌شود. پارامترهای مختلف ابررسانا شامل طول همدوسی در امتداد محور c (ξc(0))، عمق نفوذ (λpd(0))، سرعت فرمی (vF)، انرژی فرمی (EF)، میدان های مغناطیسی بحرانی پایین و بالایی (Bc1(0) و Bc2(0) به ترتیب) و چگالی جریان بحرانی (Jc(0))، برای نمونه هایی با مقادیر مختلف نانوذرات ZnO تخمین زده می شوند. مشخص شده است که مقادیر Bc1 (0)، Bc2 (0)، و Jc (0) به طور قابل توجهی در نمونه 0.2 درصد وزنی ZnO در مقایسه با نمونه بدون ZnO بهبود یافته است. مقدار و وابستگی دمایی شبه گاف Δ*(T) با استفاده از مدل جفت های موضعی محاسبه شد. مقادیر به‌دست‌آمده Tpair، دمایی که در آن جفت‌های موضعی از بوزون‌های جفت شده قوی به جفت‌های کوپر در نوسان تبدیل می‌شوند، با افزایش غلظت نانوذرات اکسید روی تا 0.2 درصد وزنی افزایش می‌یابد. همچنین، مقادیر تخمین زده شده برای گاف ابررسانا در T = 0 K (Δ(0)) از حدود 26 meV در نمونه بدون ZnO به حدود 22 meV در نمونه شاملZnO 0.2 درصد وزنی کاهش می‌یابد و سپس برای مقادیر بالاتر افزودنی افزایش می‌یابد. . علاوه بر این، در ابررساناهای سرامیکی با دمای بالا، حرکت گردابه‌ها توسط نوسانات حرارتی قوی به دلیل جریان شار فعال شده حرارتی (TAFF) القا می‌شود. TAFF خواص ترابردی و چگالی جریان بحرانی ابررساناها را مختل می کند. در اینجا ، اثرات مقادیر مختلف نانوذرات ZnO بر رفتار TAFF و انرژی فعال سازی دمای صفر BI1.6PB0.4SR2CA2CU3O10+δ فاز ابررسانا با استفاده از مدل اصلاح شده TAFF مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، اثرات افزودنی بر ویژگی های بین دانه‌ای و انرژی جفت شدگی جوزفسون فاز ابررسانا با استفاده از اندازه‌گیری‌های پذیرفتاری مغناطیسی AC مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل فازهای گردابی نشان می‌دهد که تمام کامپوزیت‌ها یک انتقال فاز گردابی به فاز مایع گردابی را در Tg نشان می‌دهند. مشخص شد که با افزایش غلظت نانوذرات اکسید روی از 0.0 به 0.2، ناحیه TAFF به دماهای بالاتر منتقل می‌شود و باریک‌تر می‌شود. دمای انتقال شیشه گرداب به مایع گرداب، Tg، از 93.8 کلوین برای نمونه بدون افزودنی به 101.0 کلوین برای ترکیب با نانوذرات 0.2 درصد وزنی ZnO افزایش می‌یابد. علاوه بر این، انرژی فعال‌سازی در دمای صفر (U0/KB) از 0.4 × 105 K برای نمونه بدون افزودنی به 1.4 × 105 K برای کامپوزیت با نانوذرات 0.2 درصد وزنی ZnO افزایش می‌یابد و سپس برای غلظت‌های ZnO بیشتر کاهش می‌یابد. علاوه بر این، مشخص شد که انرژی جفت شدگی جوزفسون Ej از ~0.039 eV برای نمونه بدون افزودنی به ̴0.136 eV برای کامپوزیت با 0.2 درصد وزنی نانوذرات ZnO افزایش می‌یابد. این نتایج به افزایش قابل توجه انرژی فعال‌سازی، قابلیت پین‌کردن شار، و جفت شدن بین دانه‌ای فاز ابررسانا Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10+δ با افزودن نانوذرات ZnO 0.2 درصد وزنی اشاره می‌کند.