Download - Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And
![Page 1: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/1.jpg)
การเจืออินเดียมสงผลกระทบตอสมบัติของสารประกอบ
ตัวนํายวดย่ิง YBa2Cu
3O
y ที่ไดจากการเผาและฟลมบาง
(Effects of indium doping on the superconducting properties of YBa2Cu3Oy
sintered compounds and thin films)
นางสาวหทัยทิพย วงคมามี รหัสนักศึกษา 07500287
![Page 2: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/2.jpg)
จุดประสงค
ศึกษาการเจือ In2O3 วามีผลกระทบตอสมบัติของสาร
ตัวนํายวดยิ่ง YBCO อยางไร เพ่ือใชในการหาสารใหมๆ มาใช
เปน APC ทําใหเกิดฟลมบางที่มีคากระแสวิกฤตสูง
![Page 3: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/3.jpg)
ขอบเขตการนําเสนอ
• บทนํา
• การทดลอง
• ผลและการอภิปราย
• สรุป
![Page 4: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/4.jpg)
บทนํา
![Page 5: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/5.jpg)
การเพิ่มคากระแสวิกฤต (Jc) ใหกบัสารตัวนํายวดยิ่ง REBa2C3Oy
(REBCO,RE123) นั้นมีความสําคัญในการนําเม็ดสารและฟลมบางไป
ประยุกตใชในการทําแมเหล็กถาวรท่ีมีความเขมสูง
มีรายงานอยูสองถึงสามฉบับไดรายงานเร่ืองการเจืออินเดียมลงในสาร
ตัวนํายวดยิ่ง REBCO แตยังไมพบการรายงานเร่ืองการเติม In2O3 ลงในสาร
ตัวนํายวดยิ่งหรือการเจืออินเดียมลงในฟลมบาง REBCO จึงมีการทดลองเพิ่ม
ข้ึนมากับสารตัวอยางท่ีไดจากการเผาคือมีการศึกษาผลกระทบของการเติม
In2O3 ลงในฟลมบางโดยใชเทคนิค pulsed-laser deposited YBCO (PLD-
YBCO)
![Page 6: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/6.jpg)
การทดลอง
![Page 7: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/7.jpg)
ทดลองโดยเตรียมสารตัวอยาง 2 ชนิด
ชนิดที่ 1 : YBa2Cu3-xInxOy (YBCIO)
ชนิดที่ 2 : Yba2Cu3Oy (YBCO,Y123)
แบบท่ี 1 การเตรียมโดยการเผา
แบบท่ี 2 การเตรียมฟลมบาง
![Page 8: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/8.jpg)
ชนิดท่ี 1 : การเตรียมสารตัวอยาง YBa2Cu3-xInxOy (YBCIO)
Y2O3 (99.9%), BaCO3 (99.95%), CuO (99.99%) ,In2O3(99.999%)
นํามาบดและเผาที่ 1173 K เวลา 12 ชั่วโมง
ทําซ้ําอีกคร้ัง
นําผง YBCIO ที่ไดมาอัดเปนเม็ดแลวเผาที่ 1233 K เปนเวลา 12 ชั่วโมงในอากาศ
ทําซ้ําอีกคร้ัง
![Page 9: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/9.jpg)
ชนิดที่ 2 : การเตรียมสารตัวอยาง Yba2Cu3Oy (YBCO,Y123)
ที่มีการเจือ In2O3
เติม In2O3 ลงไปใน YBCO ในจํานวน 2% ถึง 30 % โดยปริมาตร
เผาที่ 1233 K
นําไปแอนนีลท่ี 1183 K โดยมีการผานกาซออกซิเจนดวยเปนเวลา 12 ชั่วโมง
ผง YBCO ท่ีไดนําไปบดและอัดเม็ดแลวเผาท่ี 1233 Kในอากาศเปนเวลา 12 ชั่วโมง
![Page 10: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/10.jpg)
ทําใหเย็นตัวลงมาท่ี 773 K และทําใหอุณหภูมิคงท่ีเปนเวลา 12 ชั่วโมง
ปลอยใหสารเย็นตัวลงภายในเตาจนถึงอุณหภูมิหอง
ชนิดที่ 2 (ตอ)
![Page 11: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/11.jpg)
การเตรียมฟลมบางท่ีมีการเจือ In2O3 ลงใน YBCO และฟลมบาง YBCIO
สารตัวอยางท่ีไดนําไปศึกษาสภาพความตานทานไฟฟา
โดยใชเทคนคิส่ีขั้วมาตรฐาน
ใชเทคนคิ pulsed laser deposition (PLD)
ข้ันตอนการเตรียมฟลมบาง
ทําการวิเคราะหสารตัวอยาง
![Page 12: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/12.jpg)
หาคากระแสวิกฤติ (Jc) ท่ีอุณหภูมิ 77 K คํานวณจากกราฟ B,M ไดจาก
superconducting quantum interference device
(SQUID)
X-ray diffractometry (XRD)
scanning electron microscopy (SEM)
energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)
![Page 13: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/13.jpg)
ผลและการอภิปราย
![Page 14: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/14.jpg)
รูป 1. แสดงคาอุณหภูมิวิกฤต (Tc) ที่ขึ้นอยูกับ (a.) การเติมสารประกอบ In2O3
(b.) การเติมอินเดียมปริมาณ x สําหรับการเผาสารตัวอยาง
YBCO YBCIO
![Page 15: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/15.jpg)
รูป 2. XRD 2θ spectra สําหรับการเผาสารตัวอยาง (a.) สารตัวอยางที่มีการเจือ
In2O3 ลงใน YBCO เปนจํานวน 7.8% โดยปริมาตร (b.) YBCIO (x = 0.3)
และ(c.) สาร YBCO บริสุทธ์ิ
2θ ~ 29.55
Ba3Cu3In4O12
Y2BaCuOy (Y211)YBCO
![Page 16: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/16.jpg)
In2O3 YBCO Ba3Cu3In4O12
Y211 (Y2BaCuOy)
![Page 17: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/17.jpg)
รูป 3. แสดงพื้นผิวจาก SEM ของการเติมอินเดียมในสารตัวอยางการเผา (a.) การเจือ In2O
3
ใน YBCO 2.1%โดยปริมาตร (b.) การเจือ In2O
3 ในYBCO 9.5% โดยปริมาตร
(c.) YBCIO (x = 0.1) และ (d.) YBCIO (x = 0.3) ผลึกสี่เหลี่ยมแสดงใหเห็นดวยลูกศรมี
การวิเคราะหโดย EXD
![Page 18: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/18.jpg)
Ba : Cu : In : Y = 3.0 : 2.9 : 3.3 : 0.15
ซ่ึงสอดคลองกับอัตราสวนอะตอมของสาร Ba3Cu3In4O12
2.1 % โดยปริมาตร 9.5 % โดยปริมาตร
![Page 19: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/19.jpg)
ไมพบเกรนท่ีมีรูปเปนส่ีเหล่ียมลูกบาศกในสารตัวอยาง YBCIO
ขนาดเกรนของสารตัวอยาง YBCIO มีขนาดลดลงเม่ือคา x เพิ่มขึ้น
X = 0.1 X = 0.3
![Page 20: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/20.jpg)
รูป 4. แสดงคากระแสวิกฤต (Jc) ท่ี 77 K ในสาร x ท่ี Jc(0.1 T) และ Jc(0)
![Page 21: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/21.jpg)
รูป 5. แสดงคาอุณหภูมิวิกฤต (Tc) กับ (a.) ปริมาณการเจือ In2O3
ลง ใน YBCO ท่ีใชเปนเปาทําฟลมบาง (b.) ปริมาณอินเดียมท่ีเตมิ
ใน YBCIO ท่ีใชเปนเปาทําฟลมบาง
![Page 22: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/22.jpg)
สรุป
![Page 23: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/23.jpg)
สารตัวอยางท่ีมีการเจือ In2O3 ลงใน YBCO กับสารตัวอยาง YBCIO มีคา
อุณหภูมิวิกฤตสูงกวา 80 K
เม่ือมีการเติมอินเดียมเพิ่มขึน้จนคา x=0.3 ทําใหคา Jc(0.1 T)/Jc(0)
มีคาเพิ่มขึ้นดวย
การเตรียมสารจากการเผา
![Page 24: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/24.jpg)
สารท่ีเตรียมโดยฟลมบาง
คาอุณหภูมิวิกฤตขึ้นกับคาการเจืออินเดียมมีลักษณะคลายกันท้ังสาร
ตัวอยางท่ีเปนฟลมบางกับสารท่ีเตรียมไดจากการเผา
เม่ือนําผลการทดลองมาเปรียบเทียบกบัการทดลองท่ีผานมานั้น
พบวาการเจืออินเดียมไมไดสงผลกระทบอยางรุนแรงในสารตัวนํายวด
ยิ่งยวดทําใหไดสาร APC ชนิดใหมข้ึนมา
![Page 25: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/25.jpg)
คําถาม ??
![Page 26: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/26.jpg)
เพิ่มเติม
![Page 27: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/27.jpg)
pulsed laser deposition (PLD)
![Page 28: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/28.jpg)
superconducting quantum interference device
(SQUID)
![Page 29: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/31.jpg)
การตรวจสอบโครงสรางผลึกดวยเทคนคิ XRD
![Page 32: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/32.jpg)
เทคนิคการเล้ียวเบนของรังสีเอ็กซ ( X-ray Diffraction, XRD )
เปนเทคนิคหนึง่ที่ใชในการศึกษาวิเคราะหโครงสรางผลึก โดยรังสี
เอ็กซจะเล้ียวเบนไปตามชองวางระหวางอะตอมภายในผลึกและจะถกู
บันทกึคา แลวทําการวิเคราะหธรรมชาติของโครงสรางผลึกนัน้ๆ โดย
ระยะหางระหวางอะตอมนัน้สามารถคํานวณไดจากสมการของ Bragg
![Page 33: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/33.jpg)
2d sin θ = nλ
![Page 34: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/34.jpg)
เทคนิคสี่ข้ัวมาตรฐาน
![Page 35: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/35.jpg)
scanning electron microscopy (SEM)
![Page 36: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/36.jpg)
หลักการทํางานของ SEM
จะประกอบดวยแหลงกําเนิดอิเล็กตรอนซึ่งทําหนาที่ผลิตอิเล็กตรอนเพื่อ
ปอนให กับระบบ โดยกลุมอิเล็กตรอนที่ไดจากแหลงกําเนิดจะถูกเรงดวย
สนามไฟฟา จากนั้นกลุมอิเล็กตรอนจะผานเลนสรวบรวมรังสี (condenser lens) เพื่อ ทําใหกลุมอิเล็กตรอนกลายเปนลําอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถปรับใหขนาดของลําอิเล็กตรอนใหญหรือเล็กไดตามตองการ หากตองการภาพที่มีความ
คมชัดจะปรับใหลําอิเล็กตรอนมีขนาดเล็ก หลังจากนั้นลําอิเล็กตรอนจะถูกปรับ
ระยะโฟกัสโดยเลนสใกลวัตถุ (objective lens) ลงไปบนผิวชิ้นงานที่ตองการศึกษา หลังจากลําอิเล็กตรอนถูกกราดลงบนชิ้นงานจะทําใหเกิด
อิเล็กตรอนทุติยภูมิ (secondary electron) ขึ้น ซึ่งสัญญาณจากอิเล็กตรอนทุติยภูมินี้จะถูกบันทึก และแปลงไปเปนสัญญาณทางอิเล็กทรอกนิกส
และ ถูกนําไปสรางเปนภาพบนจอโทรทัศนตอไป และสามารถบันทึกภาพจาก
หนาจอโทรทัศนไดเลย
![Page 37: Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042714/556793fcd8b42a1a588b4c85/html5/thumbnails/37.jpg)
energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)