MAGNETIC AND SUPERCONDUCTING PROPERTIES OF Fe-DOPED HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTORS YBaCuO SYNTHESIZED BY SOL-GEL METHOD

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

For a series of iron-doped polycrystalline high-temperature superconductors Y1–xFexBa2Cu3Oy (0 ≤ x ≤ 0.05), synthesized using the nitrate-citrate variant of the sol-gel method, studies of structural (by X-ray and electron microscopy methods) and magnetic (in alternating and constant magnetic fields) properties were conducted. For these samples, the dependencies of crystallographic parameters, crystallite sizes, superconducting transition temperatures on the doping level were determined, as well as the type and magnitude of magnetization hysteresis in fields up to 6 T. Field dependencies of intracrystalline critical current density Jc were calculated. It was shown that uniform distribution of the dopant throughout the crystallite volume due to the application of the sol-gel method leads to significant improvement in functional parameters compared to samples obtained by solid-state method. The microstructure improves, which is manifested in increased sizes and more distinct crystallite faceting, as well as narrowing of the temperature interval of transition to the superconducting state, increase in the magnitude of magnetic field hysteresis of magnetization and critical current. As a result, in sol-gel samples with iron doping level x ≈ 0.03, an increase effect Jc exceeding an order of magnitude is achieved.

About the authors

K. S. Pigal'skiy

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: pigalskiy@gmail.com
Russian Federation, 119991, Moscow

A. A. Vishnev

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: pigalskiy@gmail.com
Russian Federation, 119991, Moscow

N. N. Efimov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: pigalskiy@gmail.com
Russian Federation, 119991, Moscow

P. N. Vasil'ev

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: pigalskiy@gmail.com
Russian Federation, 119991, Moscow

A. V. Shabatin

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: pigalskiy@gmail.com
Russian Federation, 119071, Moscow

L. I. Trakhtenberg

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: pigalskiy@gmail.com
Russian Federation, 119991, Moscow; 119991, Moscow

References

  1. G.V.M. Kiruthika, K.V. Govindan Kutty, and U.V. Varadarju, Solid State Ionics 110, 335 (1998).
  2. A.V. Shlyakhtina, N.V. Lyskov, A.N. Shchegolikhin, S.A. Chernyak, A.V. Knotko, I.V. Kolbanev, and L.G. Shcherbakova, Ceram. Int. 46, 17383 (2020).
  3. Е.Д. Политова, Г.М. Калева, А.В. Мосунов,
  4. С.Ю. Стефанович, Е.В. Клюкина, Е.А. Беспалова, А.В. Лопатин, Н.М. Метальников, М.Э. Сапрыкин, А.Б. Логинов, И.В. Оразов, Б.А. Логинов, Неорган.матер. 58, 1377 (2022).
  5. J. Ma, K. Chen, C. Li, X. Zhang, and L. An, Ceram. Int. 47, 24348 (2021).
  6. J. Zhang , S. Liu, Z. Tian, Y. Zhang, and Z. Shi, Materials 16, 2214 (2023).
  7. J. Mr´azek, S. Kamr´adkov´a, J. Burˇs´ık, R. Sk´ala, I. Bartoˇn, P. Var´ak, Y. Baravets, and O. Podrazk¨y, J. Sol-Gel Sci.Technol. 107, 320 (2023).
  8. B. Keimer, S.A. Kivelson, M.R. Norman, S. Uchida, and J. Zaanen, Nature 518, 179 (2015).
  9. Л. Г. Мамсурова, К.С. Пигальский, Н. Г. Трусевич, А.А. Вишнёв, М.А. Рогова, С.Ю. Гаврилкин, Ф.Ю. Цветков, Письма в ЖЭТФ 102, 752 (2015).
  10. J. Shimoyama, Y. Tazaki, Y. Ishii, T. Nakashima, S. Horii, and K. Kishio, J. of Phys.: Conf. Series 43, 235 (2006).
  11. Y. Ishii, J. Shimoyama, Y. Tazaki, T. Nakashima, S. Horii, and K. Kishio, Appl.Phys. Lett. 89, 202514 (2006).
  12. K. Rogacki, B. Dabrowski, and O. Chmaissem, Phys. Rev.B 73, 224518 (2006).
  13. Los, B. Dabrowski, and K. Rogacki, Cur.Appl. Phys. 27, 1 (2021).
  14. R. F. Lopes, V.N. Vieira, F.T. Dias, P. Pureur, J. Schaf, M. L. Hneda, and J. J. Roa, IEEE Trans.: Appl. Supercond. 26, 8002004 (2016).
  15. Minghu, C. Meng, J. Zhengkuan, and Z. Qirui, Jpn. J.Appl.Phys. 33, 3892 (1994).
  16. D. M. Gokhfeld, D. A. Balaev, I. S. Yakimov, M. I. Petrov, and S.V. Semenov, Ceram. Inter. 43, 9985 (2017).
  17. K. S.Pigalskiy, A.A.Vishnev, N.N.Efimov, A.V. Shabatin, and L. I. Trakhtenberg, Curr.Appl. Phys. 41, 116 (2022).
  18. M. Kakihana, J. Sol-Gel Sci.Technol. 6, 7 (1996).
  19. R. S. Liu, W.N. Wang, C.T. Chang, and P.T. Wu, Jpn. J.Appl.Phys. 28, L2155 (1989).
  20. Blinov, V.G. Fleisher, H. Huhtinen, R. Laiho, E. L¨ahderanta, P. Paturi, Yu.P. Stepanov, and L. Vlasenko, Supercond. Sci.Technol. 10, 818 (1997).
  21. J. Raittila, H. Huhtinen, P. Paturi, and Yu.P. Stepanov, Physica C 371, 90 (2002).
  22. Л. Г. Мамсурова, Н. Г. Трусевич, А.А. Вишнёв, К.С. Пигальский, Л.И. Трахтенберг, Хим.физика 39, 66 (2020).
  23. J.R. Clem and V.G. Kogan, Jap. J.Appl.Phys. 26, 1161 (1987).
  24. А.М. Балагуров, Л.Г. Мамсурова, И.А. Бобриков, То Тхань Лоан, В.Ю. Помякушин, К.С. Пигальский, Н. Г. Трусевич, А.А. Вишнев, ЖЭТФ 141, 1144 (2012).
  25. K.S.Pigalskiy, N.N.Efimov, P.N.Vasilyev, A.A.Vishnev, and L. I. Trakhtenberg, Physica C 612, 1354318 (2023).
  26. T. Ugawa, S. Horii, T. Maeda, M. Haruta, and J. Shimoyama, Physica C 494, 41 (2013).
  27. Y. Paltiel, E. Zeldov, Y.N. Myasoedov, H. Shtrikman, S. Brattacharya, M. J. Higgins, Z. L. Xiao, E.Y. Andrei, P. L. Gammel, and D. J. Bishop, Nature 403, 398 (2000).
  28. P. Mikitik and E.H. Brandt, Phys.Rev.B 64, 184514 (2001).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».