ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การสร้าง AC susceptometer ความไวสูงเพื่อศึกษาสมบัติเชิงแม่เหล็กของ Bi2Sr2CaCu2O8+delta whiskers

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การสร้าง AC susceptometer ความไวสูงเพื่อศึกษาสมบัติเชิงแม่เหล็กของ Bi2Sr2CaCu2O8+delta whiskers
นักวิจัย : วรานนท์ อนุกูล
คำค้น : AC susceptometer , melt-quenching process , Seeback Effect , วิสเกอร์ , สารตัวนำยิ่งยวด
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2554
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG4780072 , http://research.trf.or.th/node/6216
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

สารตัวนำยิ่งยวดกลุ่ม Bi2Sr2CanCun+1O6+2n เป็นที่สนใจในการประยุกต์ใช้ที่สภาวะสนามแม่เหล็กต่ำเนื่องจากมีค่ากระแสวิกฤติสูง ที่สนามแม่เหล็ก 1T และอุณหภูมิ 5K [1]) และอุณหภูมิวิกฤติสูง ตัวอย่างเช่น 90K สำหรับ Bi-2212 (n=1) และ 120K สำหรับ Bi-2223 (n=2) อีกทั้งยังไม่เป็นพิษ สมบัติที่โดดเด่นอีกประการของสาร Bi-2212 คือความสามารถในการปลูก whiskers ที่ไม่พบในสารตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงชนิดอื่น ชิ้นสารที่มีลักษณะเป็นเส้นบางน้ำหนักน้อยกว่า 10µg ที่เรียกว่า whisker นี้เป็นผลึกเชิงเดี่ยวที่สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว ด้วยเทคนิคที่ไม่ซับซ้อน [2-4] และต้นทุนการผลิตต่ำเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตผลึกเดี่ยวอื่นเช่น travelling-solvent floating-zone [5] งานวิจัยชิ้นนี้เราได้ใช้ Al2O3 เป็นแกนปลูก whiskers ของ Bi-2212 ที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวของทั้งเฟส Bi-2212 และ Bi-2223 โดยเริ่มจากสารตั้งต้นที่เป็นเซรามิกบริสุทธิ หรือของแข็งอสันฐานของ Bi2.1Sr1.9CaCu2O8+ ที่เตรียมจากเซรามิกข้างต้นโดยวิธีการหลอมและทำความเย็นอย่างรวดเร็ว (melt-quenching process) สารตั้งต้นถูกเตรียมและตรวจสอบความบริสุทธิ์ทางเคมี (purity) และความเป็นเนื้อเดียวกันของเฟส (phase homogeneity) ด้วยเครื่องเอ็กซเรย์ และ AC susceptometer ที่ผลิตเพื่อการค้าตามลำดับ สมบัติทางแม่เหล็กและไฟฟ้าของ whiskers ที่ doping levels และอุณหภูมิต่างๆ ได้รับการวัดและวิเคราะห์ผลเบื้องต้นด้วยเครื่องวัดที่เราสร้างขึ้นมาสำหรับ whiskers โดยเฉพาะ นั่นคือ ความสามารถในการทำให้เป็นแม่เหล็กวัดด้วยเครื่อง AC susceptometer ความไวสูง ความต้านทานที่อุณหภูมิต่ำวัดโดยใช้หัววัดความต้านทานชนิดสี่จุดสัมผัส และ Seeback Effect ศึกษาด้วยเครื่องวัด thermoelectric power ผลการทดลองพบว่า ความบริสุทธิ์ทางเคมี และความเป็นเนื้อเดียวกันทางเฟสของสารตั้งต้นเซรามิกที่ใช้ปลูก whiskers ดีกว่า 99% อัตราการยาวขึ้นสามารถเร่งให้เร็วขึ้นมากกว่า 13 เท่าตัวเมื่อใช้สารตั้งต้นเป็นของแข็งอสันฐานของ Bi-2212 แทนการใช้เซรามิกบริสุทธิ ใน whiskers ที่ได้จากการใช้ของแข็งอสัณฐานของ Bi-2212 ปรากฏเฟส Bi-2223 อยู่เป็นสัดส่วนมากกว่าในสารตั้งต้นเซรามิกอย่างมีนัยยะสำคัญแสดงให้เห็นว่ากระบวนการหลอมและทำความเย็นอย่างรวดเร็วทำให้บางส่วนของเฟส Bi-2212 เปลี่ยนเป็นเฟส Bi-2223 [1] W. Anukool, Ph.D. Thesis, Cambridge University, 2003. [2] M. Nagao et al., Jpn. J. Appl. Phys. 41, L43-L45 (2002). [3] W. Kraak et al., Phys. Stat. Sol. 158, 183 (1996). [4] E. Sugimata et al., Jpn. J. Appl. Phys. 142, 5022-5023 (2003). [5] G. Balakrishnan et al., Physica C 206 (1993). Superconductors of classes Bi2Sr2CanCun+1O6+2n are of interest for low-field applications because of their releatively high critical current densities at field 1T and temperature 5K [1]) and high critical temperatures, e.g. 90K for Bi-2212 (n=1) and 120K for Bi-2223 (n=2) as well as being nontoxic. The other outstanding property of Bi-2212 is the ability to grow whiskers which has not yet found in other types of superconductors. An elongate object typically weighing less than 10µg called “whisker” is a single crystal which can be mass-produced in a relatively short time. Simple techniques used for growing whiskers demand small investment in comparison to other technique capable for giving rise to single crystals such as travelling-solvent floating-zone [5]. In this research, we used Al2O3 seeds to grow Bi-2212 whiskers at the temperature lower than the melting points of both Bi-2212 and Bi-2223 phases. The starting matrials are either pure Bi2.1Sr1.9CaCu2O8+d polycrystalline pellets or glassy plates prepared from the former ceramic employing the melt-quenching process. Both starting matrials were prepared and characterized for the phase purity and phase homogeneity by the measurements of X-ray diffraction patterns and temperature-dependent AC susceptibility using commercial apparatus. The magnetic and electric properties of whiskers as functions of doping level and temperature were measured and analysed by using home-made rigs built specifically for whiskers, i.e. highly-sensitive AC susceptometer for the magnetization, four-probe point contact method for the resistance and thermoelectric power for the Seeback Effect. The results show that phase purity and phase homogeneity of ceramic Bi-2212 were better than 99%. The growth rate could be accelerated by a factor of 13 or more by replacing Bi-2212 polycrystalline pellets with glassy plates. Significant increase of the proportion of the Bi-2223 phase in whiskers grown from glassy plates indicated that a fraction of Bi-2212 may have transformed into Bi-2223 glass phase during the melt-quenching process. [1] W. Anukool, Ph.D. Thesis, Cambridge University, 2003. [2] M. Nagao et al., Jpn. J. Appl. Phys. 41, L43-L45 (2002). [3] W. Kraak et al., Phys. Stat. Sol. 158, 183 (1996). [4] E. Sugimata et al., Jpn. J. Appl. Phys. 142, 5022-5023 (2003). [5] G. Balakrishnan et al., Physica C 206 (1993).

บรรณานุกรม :
วรานนท์ อนุกูล . (2554). การสร้าง AC susceptometer ความไวสูงเพื่อศึกษาสมบัติเชิงแม่เหล็กของ Bi2Sr2CaCu2O8+delta whiskers.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
วรานนท์ อนุกูล . 2554. "การสร้าง AC susceptometer ความไวสูงเพื่อศึกษาสมบัติเชิงแม่เหล็กของ Bi2Sr2CaCu2O8+delta whiskers".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
วรานนท์ อนุกูล . "การสร้าง AC susceptometer ความไวสูงเพื่อศึกษาสมบัติเชิงแม่เหล็กของ Bi2Sr2CaCu2O8+delta whiskers."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2554. Print.
วรานนท์ อนุกูล . การสร้าง AC susceptometer ความไวสูงเพื่อศึกษาสมบัติเชิงแม่เหล็กของ Bi2Sr2CaCu2O8+delta whiskers. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2554.