Получение сверхпроводящей керамики CdBa₂Cu₃O₇₋δ и исследование ее электрофизических свойств

Abstract

Получен новый сверхпроводящий керамический материал состава CdBa₂Cu₃O₇₋δ. Установлено, что при полном замещении иттрия на кадмий в системе Y–Ba–Cu–O сохраняется сверхпроводящий переход (при 86 К). Методом рентгенофазного анализа установлено, что кристаллическая структура при замене Y на Cd в составе YBa₂Cu₃O₇₋δ остается неизменной, идентифицированные пики совпадают. На температурной зависимости удельного сопротивления наряду со стабильным СП переходом вблизи 275 К обнаружен фазовый переход, который при повторных циклах измерений смещался в сторону низких температур (252 К), а затем полностью исчезал. Исследование температурной зависимости теплопроводности k в YBa₂Cu₃O₇₋δ и CdBa₂Cu₃O₇₋δ показали, что до СП перехода k слабо зависит от температуры. Замещение иттрия кадмием в исходном ВТСП материале привело к значительному возрастанию решеточной теплопроводности. В результате измерений термоэдс определено, что термоэдс YBa₂Cu₃O₇₋δ имеет положительный знак, а термоэдс CdBa₂Cu₃O₇₋δ — отрицательный знак проводимости.

Отримано новий надпровідний керамічний матеріал складу CdBa₂Cu₃O₇₋δ. Встановлено, що при повному заміщенні іттрія на кадмій у системі Y–Ba–Cu–O зберігається надпровідний перехід (при 86 К). Методом рентгенофазового аналізу встановлено, що кристалічна структура при заміні Y на Cd у складі YBa₂Cu₃O₇₋δ залишається незмінною, ідентифіковані піки співпадають. На температурній залежності питомого опору поряд з стабільним НП переходом поблизу 275 К виявлено фазовий перехід, який при повторних циклах вимірів зміщався убік низьких температур (252 К), а потім повністю зникав. Дослідження температурної залежності теплопровідності k у YBa₂Cu₃O₇₋δ та CdBa₂Cu₃O₇₋δ показали, що до НП переходу k слабко залежить від температури. Заміщення ітрія кадмієм у істотному ВТНП матеріалі привело до значного зростання граткової теплопровідності. У результаті вимірів термоерс визначено, що термоерс YBa₂Cu₃O₇₋δ має позитивний знак, а термоерс CdBa₂Cu₃O₇₋δ — негативний знак провідності.

A new superconducting ceramic material CdBa₂Cu₃O₇₋δ is obtained. It is found that a complete substitution Cd for Y the superconducting transition (86 K) in Y–Ba–Cu–O system is retained. The x-ray phase analyses demonstrates that on substitution Cd for Y the crystal structure remains unchanged and the indentified peaks are coincident. The temperature dependence of specific resistivity displays, along with the stable SP transition, a phase transition at 275 K which in repeated experimental cycles is shifted towards lower temperatures (252 K), and it vanishes totally. The investigations of thermal conductivity k for YBa₂Cu₃O₇₋δ and CdBa₂Cu₃O₇₋δ indicate that prior to the SP transition k is weakly dependent on temperature. The substitution Cd for Y in the initial HTSP material causes the lattice heat conductivity to increase considerably. The experimental data show that in YBa₂Cu₃O₇₋δ the thermal emf is positive while in CdBa₂Cu₃O₇₋δ it is negative.