高T ((c) 超伝導体の粒子の境界で電流輸送を強化した

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 凝縮物質物理学 凝縮物質物理学
• 超伝導性は超伝導性である.

背景:

• 高トランジション温度 (高T) のポリ結晶超伝導体は,単結晶よりも低い臨界電流密度 (J) を表しており,大規模なアプリケーションを制限しています.
• 穀物境界の誤方向化角度がJを著しく劣化させる (c),そして穀物の質感が助けになる一方で,問題は残る.
• イットrium Barium Copper Oxide (YBCO) のカルシウム (Ca) ドーピングは,通常,Y3+を代用するCa2+からの余分な穴に起因するJ (c) を増加させる.

研究 の 目的:

• 多結晶YBCOにおけるJ (c) の強化における粒子の境界とCaドーピングの役割の背後にある物理的メカニズムを解明する.
• 粒子の境界にあるCaの不純物と酸素の空白の原子規模の行動を調査する.

主な方法:

• 原子スケールの計算,イメージング,スペクトロスコピーは採用されました.
• 分析は,YBCO粒子の境界とCa置換の効果に焦点を当てました.

主要な成果:

• ポリ結晶型YBCOの高圧粒子の境界領域には,過剰な酸素の空隙があり,局所的な穴の濃度が低下します.
• Caの不純物はYを代用するが,また,緊張した粒の境界部でBaとCuを代用し,ストレスを軽減する.
• この置換は酸素の空白の形成を抑制し,それによってJ (c) を強化します.

結論:

• CaドーピングされたYBCOにおけるJ (c) の増強は,主にドーピング剤のイオン半径によって制御され,それは粒子の境界でストレートと酸素空白の形成に影響を与えます.
• イオンサイズ効果は,これらの材料のJ (c) を改善するために,電子バレンスの効果よりも重要である.