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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 3/2013

01.03.2013

Investigation of Lu effect on YBa2Cu3O7−δ superconducting compounds

verfasst von: M. B. Turkoz, S. Nezir, C. Terzioglu, A. Varilci, G. Yildirim

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 3/2013

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Abstract

This study reports the effect of Lu addition on the microstructural and superconducting properties of YBa2LuxCu3O7−δ (Y123) superconducting samples with x = 0, 0.1, 0.3, 0.5 and 0.7 by means of X-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM), electron dispersive X-ray (EDX), electrical resistivity and transport critical current density (Jc) measurements. The samples prepared by the liquid ammonium nitrate and derivatives are exposed to various annealing time (20, 40 and 60 h) and temperature (950, 960 and 970 °C), and the best ambient for the sample fabrication is determined to be 970 °C for 20 h. Zero resistivity transition temperatures (Tc), critical current densities (Jc), variation of transition temperatures, hole-carrier concentration, grain size, lattice parameter, surface morphology, element distribution, crystallinity and resistivity (at room temperature) values of the bulk superconducting samples prepared at 970 °C for 20 h are compared with each other. Tc and Jc values of the samples are inferred from the dc resistivity and the critical current measurements, respectively. The results show that the Tc value of the pure sample is about 90.6 K while the sample doped with 0.1 wt% Lu has the maximum Tc value (92.5 K). However, beyond x = 0.1, the Tc value is observed to decrease toward to 83.5 K with increment in the Lu addition. Similarly, the Jc values measured are found to reduce from 142 to 76 A/cm2 with the addition. Moreover, XRD measurements show that both pure and Lu-doped samples exhibit the polycrystalline superconducting phase with the changing intensity of diffraction lines and contain Y123 and Y211 phase, confirming the incorporation of Lu atoms into the crystalline structure of the samples studied. At the same time, comparing of the XRD patterns of samples, the intensity ratio of the characteristic (110) and (013) peaks on the sample doped with 0.1 wt% Lu is more than that on the other samples prepared. Additionally, SEM images display that the sample doped with 0.1 wt% Lu obtains the best crystallinity, grain connectivity and largest grain size whereas the worst surface morphology is observed for the maximum doped sample (x = 0.7). Further, EDX results demonstrate that the Lu atoms doped are successfully introduced into the microstructure of the Y123 samples studied and the maximum Cu element level is observed for the sample doped with 0.1 wt%, explaining that why this sample obtains the best superconducting properties compared to others. According to all the results obtained, it is concluded that the 0.1 wt% Lu addition into the Y123 system improves the microstructural and superconducting properties of the samples studied.

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Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat S. Gupta, R.S. Yadav, N.P. Lalla, G.D. Verma, B. Das, Integr. Ferroelectr. 116, 68 (2010)CrossRef S. Gupta, R.S. Yadav, N.P. Lalla, G.D. Verma, B. Das, Integr. Ferroelectr. 116, 68 (2010)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat P.M. Sarun, S. Vinu, R. Shabna, A. Biju, U. Syamaprasad, Mater. Res. Bull. 44, 1017 (2009)CrossRef P.M. Sarun, S. Vinu, R. Shabna, A. Biju, U. Syamaprasad, Mater. Res. Bull. 44, 1017 (2009)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat O. Ozturk, M. Akdogan, H. Aydın, M. Yilmazlar, C. Terzioglu, I. Belenli, Phys. B 399, 94 (2007)CrossRef O. Ozturk, M. Akdogan, H. Aydın, M. Yilmazlar, C. Terzioglu, I. Belenli, Phys. B 399, 94 (2007)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat C. Terzioglu, M. Yilmazlar, O. Ozturk, E. Yanmaz, Phys. C 423, 1190 (2005)CrossRef C. Terzioglu, M. Yilmazlar, O. Ozturk, E. Yanmaz, Phys. C 423, 1190 (2005)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat C. Terzioglu, O. Ozturk, A. Kilic, A. Gencer, I. Belenli, Phys. C 434, 153 (2006)CrossRef C. Terzioglu, O. Ozturk, A. Kilic, A. Gencer, I. Belenli, Phys. C 434, 153 (2006)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat K. Ogasawara, N. Sakai, M. Murakami, Supercond. Sci. Technol. 13, 688 (2000)CrossRef K. Ogasawara, N. Sakai, M. Murakami, Supercond. Sci. Technol. 13, 688 (2000)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat A. Koblischka-Veneva, M.R. Koblischka, K. Ogasawara, M. Murakami, Cryst. Eng. 5, 265 (2002)CrossRef A. Koblischka-Veneva, M.R. Koblischka, K. Ogasawara, M. Murakami, Cryst. Eng. 5, 265 (2002)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Y. Feng, L. Zhou, J.G. Wen, N. Koshizuka, A. Sulpice, J.L. Tholence, J.C. Vallier, P. Monceau, Phys. C 297, 75 (1998)CrossRef Y. Feng, L. Zhou, J.G. Wen, N. Koshizuka, A. Sulpice, J.L. Tholence, J.C. Vallier, P. Monceau, Phys. C 297, 75 (1998)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S. Jin, T.H. Teifei, R.C. Sherwood, M.E. Davis, R.B. van Dover, G.W. Kammlott, R.A. Fasrnacht, H.D. Keith, Appl. Phys. Lett. 52, 2074 (1988)CrossRef S. Jin, T.H. Teifei, R.C. Sherwood, M.E. Davis, R.B. van Dover, G.W. Kammlott, R.A. Fasrnacht, H.D. Keith, Appl. Phys. Lett. 52, 2074 (1988)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat L. Zhou, P. Zhang, P. Ji, K. Wang, X. Wu, Supercond. Sci. Technol. 3, 390 (1990) L. Zhou, P. Zhang, P. Ji, K. Wang, X. Wu, Supercond. Sci. Technol. 3, 390 (1990)
13.
Zurück zum Zitat K. Salama, V. Selymanickam, L. Gao, K. Sun, Appl. Phys. Lett. 54, 2352 (1989)CrossRef K. Salama, V. Selymanickam, L. Gao, K. Sun, Appl. Phys. Lett. 54, 2352 (1989)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H. Fujimoto, M. Murakami, S. Dotoh, N. Koshizuka, S. Tanaka, Adv. Supercond. 2, 285 (1990)CrossRef H. Fujimoto, M. Murakami, S. Dotoh, N. Koshizuka, S. Tanaka, Adv. Supercond. 2, 285 (1990)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat T. Egi, J.G. Wen, K. Koroda, H. Unoki, N. Koshizuka, Appl. Phys. Lett. 67, 2406 (1995)CrossRef T. Egi, J.G. Wen, K. Koroda, H. Unoki, N. Koshizuka, Appl. Phys. Lett. 67, 2406 (1995)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat T.D. Dzhafarov, M. Altunbas, A. Varilci, U. Cevik, A.I. Kopya, Mater. Lett. 26, 305 (1996)CrossRef T.D. Dzhafarov, M. Altunbas, A. Varilci, U. Cevik, A.I. Kopya, Mater. Lett. 26, 305 (1996)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat O. Dogan, M. Ertugrul, U. Cevik, E. Bacaksiz, E. Tirasoglu, A.I. Kobya, H. Erdogan, X-Ray Spectrom. 32, 363 (2003)CrossRef O. Dogan, M. Ertugrul, U. Cevik, E. Bacaksiz, E. Tirasoglu, A.I. Kobya, H. Erdogan, X-Ray Spectrom. 32, 363 (2003)CrossRef
20.
21.
22.
Zurück zum Zitat H. Eisaki, N. Kaneko, D.L. Feng, A. Damascelli, P.K. Mang, K.M. Shen, Z.X. Shen, M. Greven, Phys. Rev. B 69, 064512 (2004)CrossRef H. Eisaki, N. Kaneko, D.L. Feng, A. Damascelli, P.K. Mang, K.M. Shen, Z.X. Shen, M. Greven, Phys. Rev. B 69, 064512 (2004)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat A. Kapitulnik, A. Fang, C. Howald, M. Greven, J. Phys. Chem. Solids 67, 344 (2006)CrossRef A. Kapitulnik, A. Fang, C. Howald, M. Greven, J. Phys. Chem. Solids 67, 344 (2006)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat C.C. Tsuei, J.R. Kirtley, G. Hammerl, J. Mannhart, H. Raffy, Z.Z. Li, J. Phys. Chem. Solids 67, 64 (2006)CrossRef C.C. Tsuei, J.R. Kirtley, G. Hammerl, J. Mannhart, H. Raffy, Z.Z. Li, J. Phys. Chem. Solids 67, 64 (2006)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat K. Fujita, T. Noda, K.M. Kojima, H. Eisaki, S. Uchida, Phys. Rev. Lett. 95, 097006 (2005)CrossRef K. Fujita, T. Noda, K.M. Kojima, H. Eisaki, S. Uchida, Phys. Rev. Lett. 95, 097006 (2005)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat T.D. Dzhafarov, U. Cevik, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 12, 193 (2001)CrossRef T.D. Dzhafarov, U. Cevik, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 12, 193 (2001)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat X.S. Wu, S.S. Jiang, C.C. Lam, D.W. Wang, X.L. Huarg, Z.H. Wu, Y. Yuan, X. Jin, Phys. Status Solidi A 157, 439 (1996)CrossRef X.S. Wu, S.S. Jiang, C.C. Lam, D.W. Wang, X.L. Huarg, Z.H. Wu, Y. Yuan, X. Jin, Phys. Status Solidi A 157, 439 (1996)CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat C.Y. Yang, A.R. Moodenbaugh, Y.L. Wang, Y. Xu, S.M. Heald, D.O. Welch, M. Suenaga, Phys. Rev. B 42, 2231 (1990)CrossRef C.Y. Yang, A.R. Moodenbaugh, Y.L. Wang, Y. Xu, S.M. Heald, D.O. Welch, M. Suenaga, Phys. Rev. B 42, 2231 (1990)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat G. Yildirim, E. Yucel, S. Bal, M. Dogruer, A. Varilci, M. Akdogan, C. Terzioglu, Y. Zalaoglu, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 231 (2012)CrossRef G. Yildirim, E. Yucel, S. Bal, M. Dogruer, A. Varilci, M. Akdogan, C. Terzioglu, Y. Zalaoglu, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 231 (2012)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat C.Y. Shieh, Y. Huang, M.K. Wu, C.Y. Huang, Physica C 513, 185 (1991) C.Y. Shieh, Y. Huang, M.K. Wu, C.Y. Huang, Physica C 513, 185 (1991)
32.
Zurück zum Zitat S.A. Halim, S.A. Khawaldeh, H. Azhan, S.B. Mohamed, K. Khalid, J.J. Suradi, J. Mater. Sci. 35, 3043 (2000)CrossRef S.A. Halim, S.A. Khawaldeh, H. Azhan, S.B. Mohamed, K. Khalid, J.J. Suradi, J. Mater. Sci. 35, 3043 (2000)CrossRef
33.
34.
Zurück zum Zitat A. Tampieri, G. Celotti, S. Lesca, G. Bezzi, T.M.G. La Torretta, G. Magnani, J. Eur. Ceram. Soc. 20, 119 (2000)CrossRef A. Tampieri, G. Celotti, S. Lesca, G. Bezzi, T.M.G. La Torretta, G. Magnani, J. Eur. Ceram. Soc. 20, 119 (2000)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat M. Ochsenkiihn-Petropulu, I. Vottea, R. Argyropulu, L. Mendrinos, K.M. Ochsenkiihn, Mikrochim. Acta 130, 289 (1999)CrossRef M. Ochsenkiihn-Petropulu, I. Vottea, R. Argyropulu, L. Mendrinos, K.M. Ochsenkiihn, Mikrochim. Acta 130, 289 (1999)CrossRef
36.
37.
Zurück zum Zitat O. Gorur, C. Terzioglu, A. Varilci, M. Altunbas, Supercond. Sci. Technol. 18, 1233 (2005)CrossRef O. Gorur, C. Terzioglu, A. Varilci, M. Altunbas, Supercond. Sci. Technol. 18, 1233 (2005)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat E. Asikuzun, O. Ozturk, H.A. Cetinkara, G. Yildirim, A. Varilci, M. Yılmazlar, C. Terzioglu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23, 1001 (2012)CrossRef E. Asikuzun, O. Ozturk, H.A. Cetinkara, G. Yildirim, A. Varilci, M. Yılmazlar, C. Terzioglu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23, 1001 (2012)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat S. Bal, M. Dogruer, G. Yildirim, A. Varilci, C. Terzioglu, Y. Zalaoglu, J. Supercond. Novel Magn. 25, 847 (2011)CrossRef S. Bal, M. Dogruer, G. Yildirim, A. Varilci, C. Terzioglu, Y. Zalaoglu, J. Supercond. Novel Magn. 25, 847 (2011)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat A. Ianculescu, M. Gartner, B. Despax, V. Bley, Th. Leby, R. Gavrila, M. Modreanu, Appl. Surf. Sci. 253, 344 (1996)CrossRef A. Ianculescu, M. Gartner, B. Despax, V. Bley, Th. Leby, R. Gavrila, M. Modreanu, Appl. Surf. Sci. 253, 344 (1996)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat O. Ozturk, E. Asikuzun, M. Erdem, G. Yildirim, O. Yildiz, C. Terzioglu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23, 511 (2012)CrossRef O. Ozturk, E. Asikuzun, M. Erdem, G. Yildirim, O. Yildiz, C. Terzioglu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23, 511 (2012)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat B.F. Azzouz, A. Mchirgui, B. Yangui, C. Boulesteix, B.M. Salem, Phys. C 356, 83 (2001)CrossRef B.F. Azzouz, A. Mchirgui, B. Yangui, C. Boulesteix, B.M. Salem, Phys. C 356, 83 (2001)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat J.L. Tallon, C. Bernhard, H. Shaked, R.L. Hitterman, J.D. Jorgensenn, Phys. Rev. B 51, 12911 (1995)CrossRef J.L. Tallon, C. Bernhard, H. Shaked, R.L. Hitterman, J.D. Jorgensenn, Phys. Rev. B 51, 12911 (1995)CrossRef
45.
Zurück zum Zitat R. Lortz, T. Tomita, Y. Wang, A. Junod, J.S. Schilling, T. Masui, S. Tajima, Phys. C 434, 194 (2006)CrossRef R. Lortz, T. Tomita, Y. Wang, A. Junod, J.S. Schilling, T. Masui, S. Tajima, Phys. C 434, 194 (2006)CrossRef
46.
47.
Zurück zum Zitat C. Meingast, T. Wolf, M. Klaser, G. Muller-Vogt, J. Low Temp. Phys. 105, 1391 (1996)CrossRef C. Meingast, T. Wolf, M. Klaser, G. Muller-Vogt, J. Low Temp. Phys. 105, 1391 (1996)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat C. Meingast, O. Kraut, T. Wolf, H. Wuhl, A. Erb, G. Muller-Vogt, Phys. Rev. Lett. 67, 1634 (1991)CrossRef C. Meingast, O. Kraut, T. Wolf, H. Wuhl, A. Erb, G. Muller-Vogt, Phys. Rev. Lett. 67, 1634 (1991)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat G. Yildirim, S. Bal, E. Yucel, M. Dogruer, M. Akdogan, A. Varilci, C. Terzioglu, J. Supercond. Novel Magn. 25, 381 (2012)CrossRef G. Yildirim, S. Bal, E. Yucel, M. Dogruer, M. Akdogan, A. Varilci, C. Terzioglu, J. Supercond. Novel Magn. 25, 381 (2012)CrossRef
50.
Zurück zum Zitat A. Biju, R.P. Aloysius, U. Syamaprasad, Supercond. Sci. Technol. 18, 1454 (2005)CrossRef A. Biju, R.P. Aloysius, U. Syamaprasad, Supercond. Sci. Technol. 18, 1454 (2005)CrossRef
51.
Zurück zum Zitat P.M. Sarun, S. Vinu, R. Shabna, A. Biju, U. Syamaprasad, Mater. Lett. 62, 2725 (2008)CrossRef P.M. Sarun, S. Vinu, R. Shabna, A. Biju, U. Syamaprasad, Mater. Lett. 62, 2725 (2008)CrossRef
52.
Zurück zum Zitat A.I. Abou-Aly, S.A. Mahmoud, R. Awad, M.M.E. Barakat, J. Supercond. Nov. Magn. 23, 1575 (2010)CrossRef A.I. Abou-Aly, S.A. Mahmoud, R. Awad, M.M.E. Barakat, J. Supercond. Nov. Magn. 23, 1575 (2010)CrossRef
53.
Zurück zum Zitat R. Shabna, P.M. Sarun, S. Vinu, A. Biju, U. Syamaprasad, J. Alloys Compd. 493, 11 (2010)CrossRef R. Shabna, P.M. Sarun, S. Vinu, A. Biju, U. Syamaprasad, J. Alloys Compd. 493, 11 (2010)CrossRef
54.
Zurück zum Zitat M. Kikuchi, Y. Syono, A. Tokiwa, K. Oh-ishi, H. Arai, K. Hiraga, N. Kobayashi, T. Sasaoka, Y. Muto, Jpn. J. Appl. Phys. 26, L1066 (1987)CrossRef M. Kikuchi, Y. Syono, A. Tokiwa, K. Oh-ishi, H. Arai, K. Hiraga, N. Kobayashi, T. Sasaoka, Y. Muto, Jpn. J. Appl. Phys. 26, L1066 (1987)CrossRef
56.
58.
Zurück zum Zitat L. Shi, Y. Gu, L. Chen, Z. Yang, J. Ma, Y. Qitan, Mater. Lett. 58, 3301 (2004)CrossRef L. Shi, Y. Gu, L. Chen, Z. Yang, J. Ma, Y. Qitan, Mater. Lett. 58, 3301 (2004)CrossRef
61.
Zurück zum Zitat G. Yildirim, M. Dogruer, O. Ozturk, A. Varilci, C. Terzioglu, Y. Zalaoglu, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 893 (2011)CrossRef G. Yildirim, M. Dogruer, O. Ozturk, A. Varilci, C. Terzioglu, Y. Zalaoglu, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 893 (2011)CrossRef
Metadaten
Titel
Investigation of Lu effect on YBa2Cu3O7−δ superconducting compounds
verfasst von
M. B. Turkoz
S. Nezir
C. Terzioglu
A. Varilci
G. Yildirim
Publikationsdatum
01.03.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 3/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-012-0846-y

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