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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2012

01.11.2012

Role of diffusion-annealing temperature on the microstructural and superconducting properties of Cu-doped MgB2 superconductors

verfasst von: M. Dogruer, G. Yildirim, E. Yucel, C. Terzioglu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2012

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Abstract

This study deals with not only investigate the effect of the copper diffusion on the microstructural and superconducting properties of MgB2 superconducting samples employing dc resistivity as a function of temperature, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) measurements but also calculate the diffusion coefficient and the activation energy of copper for the first time. Electrical-resistivity measurements indicate that both the room-temperature resistivity value and zero resistivity transition temperatures (T c ) increase with increasing the diffusion-annealing temperature from 650 to 850 °C. SEM measurements show that not only the surface morphology and grain connectivity improve but also the grain size of the samples increases with the increase in the diffusion-annealing temperature up to 850 °C. As for the XRD results, all the samples contain the MgB2 phase only and exhibit the polycrystalline superconducting phase with more intensity of diffraction lines, leading to the increasement in the lattice parameter a and c. Additionally, the diffusion coefficient is observed to increase from 6.81 × 10−8 to 4.69 × 10−7 cm2 s−1 as the diffusion-annealing temperature increases, confirming that the Cu diffusion at lower temperatures is much less significant. Temperature dependence of the Cu diffusion coefficient is described with the aid of the Arrhenius relation D = 3.75 × 10−3 exp (−1.15 ± 0.10 eV/k B T) and the corresponding activation energy of copper in MgB2 system is found to be about 1.15 eV. The possible reasons for the observed improvement in microstructural and superconducting properties of the samples due to Cu diffusion are also discussed.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, J. Akimitsu, Nature 410, 63 (2001)CrossRef J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, J. Akimitsu, Nature 410, 63 (2001)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat C. Terzioglu, A. Varilci, I. Belenli, J. Alloys Comp. 478, 836 (2009)CrossRef C. Terzioglu, A. Varilci, I. Belenli, J. Alloys Comp. 478, 836 (2009)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat A. Varilci, D. Yegen, M. Tassi, D. Stamopoulos, C. Terzioglu, Phys. B 404, 4054 (2009)CrossRef A. Varilci, D. Yegen, M. Tassi, D. Stamopoulos, C. Terzioglu, Phys. B 404, 4054 (2009)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat M. Zongqing, L. Yongchang, S. Qingzhi, Z. Qian, G. Zhiming, J. Alloys Comp. 471, 105 (2009)CrossRef M. Zongqing, L. Yongchang, S. Qingzhi, Z. Qian, G. Zhiming, J. Alloys Comp. 471, 105 (2009)CrossRef
5.
6.
7.
Zurück zum Zitat Q. Cai, Y. Liu, Z. Ma, Z. Dong, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 357 (2012) Q. Cai, Y. Liu, Z. Ma, Z. Dong, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 357 (2012)
8.
9.
Zurück zum Zitat S. Zhou, Y. Zhang, A.V. Pan, S.X. Dou, K.C. Chung, Y.K. Kim, J.M. Yoo, Supercond. Sci. Technol. 22, 0405018 (2009) S. Zhou, Y. Zhang, A.V. Pan, S.X. Dou, K.C. Chung, Y.K. Kim, J.M. Yoo, Supercond. Sci. Technol. 22, 0405018 (2009)
11.
Zurück zum Zitat X.F. Pan, Y. Zhao, Y. Feng, Y. Yang, C.H. Cheng, Physica C 468, 1169 (2008)CrossRef X.F. Pan, Y. Zhao, Y. Feng, Y. Yang, C.H. Cheng, Physica C 468, 1169 (2008)CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat K. Ishizaki, M. Takata, H. Seino, J. Mater. Sci. Lett. 9, 16 (1990) K. Ishizaki, M. Takata, H. Seino, J. Mater. Sci. Lett. 9, 16 (1990)
15.
Zurück zum Zitat D. Shi, M. Tang, K. Vandervoort, H. Claus, Phys. Rev. B 39, 9091 (1989)CrossRef D. Shi, M. Tang, K. Vandervoort, H. Claus, Phys. Rev. B 39, 9091 (1989)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat E. Yucel, C. Terzioglu, A. Varilci, I. Belenli, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 22, 1143 (2011)CrossRef E. Yucel, C. Terzioglu, A. Varilci, I. Belenli, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 22, 1143 (2011)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat J.M. Hur, K. Togano, A. Matsumoto, H. Kumakura, H. Wada, K. Kimura, Supercond. Sci. Technol. 21, 032001 (2008)CrossRef J.M. Hur, K. Togano, A. Matsumoto, H. Kumakura, H. Wada, K. Kimura, Supercond. Sci. Technol. 21, 032001 (2008)CrossRef
20.
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
21.
Zurück zum Zitat G. Yildirim, S. Bal, E. Yucel, M. Dogruer, M. Akdogan, A. Varilci, C. Terzioglu, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 381 (2012) G. Yildirim, S. Bal, E. Yucel, M. Dogruer, M. Akdogan, A. Varilci, C. Terzioglu, J. Supercond. Nov. Magn. 25, 381 (2012)
22.
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
24.
Zurück zum Zitat G. B. Abdullaev, T. D. Dzhafarov, Atomic Diffusion in Semiconductor Structures, 2nd edn. (Harwood, New York/Paris/London/Chur/Melborne, 1987) G. B. Abdullaev, T. D. Dzhafarov, Atomic Diffusion in Semiconductor Structures, 2nd edn. (Harwood, New York/Paris/London/Chur/Melborne, 1987)
25.
Zurück zum Zitat M. Akdogan, C. Terzioglu, A. Varilci, I. Belenli, Phys. B 405, 4010 (2010)CrossRef M. Akdogan, C. Terzioglu, A. Varilci, I. Belenli, Phys. B 405, 4010 (2010)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat O. Ozturk, H.A. Cetinkara, E. Asikuzun, M. Akdogan, M. Yilmazlar, C. Terzioglu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 22, 1501 (2011)CrossRef O. Ozturk, H.A. Cetinkara, E. Asikuzun, M. Akdogan, M. Yilmazlar, C. Terzioglu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 22, 1501 (2011)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat T.D. Dzhafarov, M. Altunbas, A. Varilci, T. Kucukomeroglu, Mater. Lett. 25, 81 (1995)CrossRef T.D. Dzhafarov, M. Altunbas, A. Varilci, T. Kucukomeroglu, Mater. Lett. 25, 81 (1995)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat O. Ozturk, T. Kucukomeroglu, C. Terzioglu, J. Phys.: Condens. Matter 19, 346205 (2007)CrossRef O. Ozturk, T. Kucukomeroglu, C. Terzioglu, J. Phys.: Condens. Matter 19, 346205 (2007)CrossRef
Metadaten
Titel
Role of diffusion-annealing temperature on the microstructural and superconducting properties of Cu-doped MgB2 superconductors
verfasst von
M. Dogruer
G. Yildirim
E. Yucel
C. Terzioglu
Publikationsdatum
01.11.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2012
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-012-0689-6

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