CVD Yöntemi ile Karbon Katkılanmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 Süperiletkeninin Yapısal ve Manyetiksel Özelliklerine Sıcaklık Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, MgB2’nin süperiletkenlik özellikleri üzerinde iyileştirici bir rol oynadığı bilinenkarbon, CVD (kimyasal buhar biriktirme) yöntemi ile MgB2’ye katkılanarak sinterlemesıcaklığının değişimine bağlı olarak MgB2’de gözlenen yapısal ve manyetiksel özelliklerindeğişimi incelendi. Bu kapsamda, numune hazırlama basamağında kimyasal buhar biriktirmeyöntemi ile karbon katkılanmış amorf nano bor tozları, belirli kütle oranlarında magnezyumtozları ile karıştırılıp klasik katıhal reaksiyon yöntemi ile de dört farklı sıcaklıkta (700-800-900-1000 0C) sinterlenerek karbon katkılanmış MgB2 numunelerine dönüştürüldü. Karbon katkılananamorf nano bor tozlarının SEM fotoğrafları alınarak elementel analize tabi tutuldu. Elde edilennumunelerin XRD yöntemi ile x-ışını kırınımı grafiği, manyetizasyon değerleri ile ManyetikAlan-Manyetik Moment (M-H) grafiği ve Bean Yöntemi ile de kritik akım yoğunluğu değerleribulunarak Manyetik Alan-Kritik Akım Yoğunluğu (Jc-H) grafiği oluşturuldu. Elde edilen tümnumunelerde MgB2 süperiletken yapısının oluşturulduğu, yapı içerisine dahil olan karbon yapılarının, iyon yarıçap farkından kaynaklı örgü parametrelerinde değişimler meydanagetirdiği, yüksek sıcaklığa bağlı olarak faz geçişleri neticesinde oluşan yoğun safsızlıklardanötürü 1000 0C’de sinterlenerek hazırlanan numunenin manyetizasyon eğrisinde akı zıplamasınınmeydana geldiği, düşük sıcaklıklarda hazırlanan numunelerde ise yeterince genişleyemeyenmanyetizasyon eğrilerinin görüldüğü ve bunun kritik akım yoğunluğuna da etki ettiği saptandı.Ayrıca kritik akım yoğunluğu değerinin 7.0x103 A/cm2 değerinden 2.8x104 A/cm2 değerinekadar bir değişim göstermesi sinterleme sıcaklığının deneysel sonuçlar üzerinde etkili birparametre olduğunu kanıtladı. Yapılan incelemeler sonucunda kullanılan dört farklı sinterlemesıcaklığı arasında kıyaslandığında 900 0C sinterleme sıcaklığının MgB2'de en iyi fizikselsonuçların alındığı sıcaklık olduğu görülmüştür.