در این کار تحقیقی که بخشی از آن در آزمایشگاه مغناطیس و ابررسانای دانشگاه الزهرا(س) و بخش دیگر در آزمایشگاه فیزیک دانشگاه ملی سئول در کشور کره جنوبی صورت پذیرفته است، نمونه های ybco خالص و آلائیده به نانولوله های کربنی (cnt) و آلائیده به کربن با درصدهای وزنی مختلف cnt و کربن به روش واکنش حالت جامد، با هدف افزایش چگالی جریان بحرانی و بهینه دمای گذار ابررسانایی ساخته شدند. جهت آلایش نمونه ها با cnt، در ابتدا با سنتز نانولوله های کربنی به روش cvd و بررسی های انجام شده بر روی مشخصات نمونه های cnt ساخته شده، بهترین نمونه با توجه به گستردگی قطر نانولوله ها و بهره بالاتر آنها انتخاب شد. آنالیز فازی نمونه های ابررسانا با طیف پراش اشعه(xrd) x نشان داد که همه نمونه های خالص و آلائیده تک فاز بوده و دارای ساختار 123 اورتورومبیک می باشند. تصاویر sem نمونه ها، بهبود و تقویت ارتباطات بین دانه ای و افزایش سطح تماس دانه ها را در نمونه های آلائیده به cnt و بقاء cnt ها را نشان می دهند. اندازه گیریهای ترابردی الکتریکی و مغناطیسی بر روی نمونه ها انجام شد. بهینه مقدار آلایش در نمونه ها، cnt 0.7wt% بود که بیشترین افزایش چگالی جریان بحرانی jc را نسبت به نمونه خالص داشت، به گونه ای که در میدان 0.1t این افزایش جریان حدود 10 برابر نمونه خالص است. آزمایش اثرهال در حالت بهنجار و ابررسانایی، تغییر علامت هال در نمونه خالص و هم چنین تغییر علامت دوگانه هال در نمونه آلائیده به cnt را نشان داد.

فریت ها دسته ای از مواد مغناطیسی هستند که جز اصلی تشکیل دهنده آنها اکسیدآهن می باشد. یکی از انواع فریت ها نوع اسپینلی آن است، فریت های اسپینلی با فرمول عمومی [b3+] o2-} (a2+)} که در آن +a2 و b3+ به ترتیب کاتیون های دو و سه ظرفیتی می یاشند که موقعیت های چهارگانه و هشت گانه شبکه بلوری را اشغال می کنند.کاتیون های دو ظرفیتی مانند (ni2+,co2+,zn2+, mn2+,..) و کاتیون سه ظرفیتی می تواند fe3+باشد. در ساختار اسپینل معکوس یون های a موقعیت های هشت گانه را اشغال می کنند و یون های b موقعیت های چهار گانه را اشغال می کنند. در حقیقت اکثر فریت های ساده، مثل nife2o4 دارای ساختار اسپینلی معکوس می باشند که در آن یون های سه ظرفیتی آهن درجایگاه a قرار می گیرند در حالی که یون های سه ظرفیتی آهن و یون های فلز دو ظرفیتی در جایگاه b قرار می گیرند. فریت ها دارای خاصیت فری مغناطیس می باشند نظم مغناطیسی موجود در فری مغناطیس ها ناشی از برهم کنش های دو قطبی های مغناطیسی نیست بلکه ناشی از بر هم کنش تبادلی است، برهم کنش تبادلی یک پدیده کاملا کوانتومی بوده که در آن هم پوشانی اوربیتال های اتمی مد نظر می باشد. در فریت ها بر هم کنش تبادلی یک بر هم کنش مستقیم نیست بلکه یک بر همکنش غیر مستقیم است که ناشی از هم پوشانی الکترون های اوربیتال 3dدر موقعیت a,bو الکترون های اوربیتال 2p یون های اکسیژن است. و قدرت این بر هم کنش تبادلی است که خاصیت مغناطیسی نمونه را رقم می زند. در سال های اخیر رشد و شناسایی مواد نانو ساختار به علت کوچکی اندازه و افزایش نسبت سطح به حجم و به دنبال آن بروز خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت نسبت به حالت توده مورد توجه قرار گرفته است، که فریت ها هم از این قاعده مستثنی نیستند و خواص نانو فریت ها وابسته به اندازه ذرات و تکنولوژی ساخت آنها می باشد. کاربرد وسیع نانو فریت ها در آهن رباهای دایمی، دارو رسانی های هدفمند، دستگاههای ذخیره اطلاعات، فرو سیال ها وغیره سبب توجه وافری به نحوه ساخت و رشد این مواد شده است .فریت کبالت (cofe2o4) یک ماده مغناطیسی سخت با ساختار مکعبی اسپینل معکوس، به علت ویژگی های مغناطیسی منحصر به فرد نسبت به فریت های دیگر مانند مغناطش اشباع (ms) متعادل، نیروی وادارنده بالا (hc) سختی مکانیکی و پایداری شیمیایی بالا بیشتر مورد توجه قرار گرفته است و به عنوان یکی از ترکیبات مهم در محیط های ضبط مغناطیسی به کار برده می شود زیرا که بالا بودن نیروی وادارندگی مغناطیسی برای بالا بردن ذخیره سازی مغناطیسی اطلاعات عامل اصلی است. فریت نیکل (nife2o4) یک ماده مغناطیس نرم با نیروی وادارنده مغناطیسی پایین و مغناطش اشباع پایین در زمینه زیست دارویی و فروسیال هاو سنسورهای گازی کاربرد دارد. ما در این تحقیق ساخت نانو ذرات فریت کبالت به رش سل – ژل و بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی آن را مورد بحث قرار داده ایم، همچنین هدف اصلی در این پژوهش بررسی اثر آلایش های مختلف نیکل روی ساختار فریت کبالت است. در واقع در این تحقیق به دنبال ساخت نانو ذرات nixco1-xfe2o4 (x=0,0/2,0/4,0/6,0/8,1) به روش سل- ژل بوده ایم از اهداف این تحقیق می توان به موارد زیر اشاره کرد: 1- ساخت نانو ذرات nixco1-xfe2o4 (x=0,0/2,0/.4,0/6,0/8,1) به روش سل- ژل در دماهای کلسینه متفاوت به منظور شکل گیری فاز بلوری مورد نظر 2-بررسی نمودار پراش اشعه ایکس نمونه ها به منظور دستیابی به ساختار بلوری مورد نظر از نمونه ها و مقایسه آنها با کارت های استاندارد 3- تعیین پارامترهایی همچون ثابت شبکه (a)، اندازه بلورک ها (d) و چگالی اشعه ایکس (dx)از الگوی پراش اشعه ایکس نمونه ها و تاثیر آلایش های مختلف نیکل روی این پارامتر ها و توجیه علت این تغییرات 4-استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور تعیین اندازه دانه ها و تاثیر آلایش نیکل روی آن 5-رسم منحنی پسماند نمونه ها به منظور اندازه گیری پارامترها ی مغناطیسی همچون مغناطش اشباع (ms)و نیروی وادارنده مغناطیسی(hc) 6- بررسی خواص مغناطیسی نمونه ها از روی پارامترهای مغناطیسی و مقایسه آنها با حالت توده و بیان علت های تفاوت خواص مغناطیس در مقیاس نانو نسبت به حالت توده 7- برسی آثر آلایش های مختلف نیکل روی خواص مغناطیسی و بیان علت آن

در این تحقیق، نمونه خالص -fe2o3 ? و کامپوزیت- mwcnts -fe2o3 ? با درصدهای وزنی 10، 30، 45 و 50 از نانولوله های کربنی به روش سل ژل تهیه گردید، برای جلوگیری از ورقه ورقه شدن درصدهای کم تر از 50درصد انتخاب شد. نمونه های به دست آمده از نظر ساختاری به وسیله الگوی پراش xrd و تصاویر میکروسکوپ الکترونی sem مورد شناسایی قرار گرفتند و مشخصات مغناطیسی آن ها به وسیله دستگاه vsm مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیزهای انجام شده نشان می دهد که اندازه تمامی کریستال های فوق در محدوده کم تر از nm 20 قرار دارد و با افزایش مقدار نانولوله های کربنی در کامپوزیت اندازه نانوفریت ها کوچک تر می شوند. نانوفریت ها می توانند داخل و خارج نانولوله های کربنی قرار بگیرند، ساختار نانولوله های کربنی در طی فرایندهای گرمایی تغییر نکرده است. نتیجه آزمون vsm نمونه ها و رسم منحنی پس ماند نمونه خالص و چهار کامپوزیت، تغییر خواص از فرومغناطیس به سوپرپارامغناطیس را نشان می دهد و در کامپوزیت ها با افزایش مقدار نانولوله های کربنی، مقدار مغناطش نمونه ها کاهش یافته است.

این کار تحقیقی در آزمایشگاه پژوهشی مغناطیس و ابررسانای دانشگاه الزهرا انجام گرفته است. هدف از این کار بررسی اثر روش ساخت و آلایش cnt با روش مذکور بر پارامترهای ترابردی الکتریکی نمونه ی ابررسانای دما بالای ybco آلائیده با cnt است برای تهیه نانوپودر ybco از روش سل ژل استفاده کردیم سپس نانوپودر ybco را با درصدهای وزنی 0، 3/0، 5/0، 7/0 و 1 cnt آلائیدیم. سپس نمونه ها را بصورت قرص در آورده و عملیات کلوخه سازی را روی آن ها انجام دادیم. اندازه گیری های ترابردی الکتریکی نشان می دهد که دمای گذار نمونه ها نسبت به نمونه نانویی افزایش داشته که به کلوخه سازی نهایی آن مربوط می شود علاوه بر این نشان داد که آلایش cnt تاثیر چندانی بر دمای گذار ندارد. آلایش cnt می تواند سبب افزایش چگالی جریان بحرانی شود که بیشترین افزایش j_c در نمونه ی 5/0 درصد وزنی مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که ybco با اندازه دانه ی نانویی گرچه می تواند باعث افزایش یکنواختی در ریز ساختار، کاهش دمای کلسیناسیون و کلوخه سازی شود اما چگالی جریان بحرانی را کاهش می دهد علیرغم این که cnt ها در افزایش j_c موثرند. چگالی جریان نمونه ها کم شده است چرا که نانویی شدن دانه ها منجر به افزایش مساحت نسبی مرزدانه ها و متعاقب آن منجر به افزایش مقاومت مرزدانه ای می شود.

در این تحقیق، با استفاده از روش سل- ژل و پودرهای اولیه نمونه ای ساختیم که در آن به دو فاز ابررسانای y3ba5cu8o18-? (y358) وyba2cu3o7-? (y123) امکان رشد در مرحله کلوخه سازی داده شد. این موضوع کمک کرد تا فاز جدید y358را در برابر فاز معروف y123 مشخصه یابی کنیم و برخی از ویژگی های فاز y358 را که مشابه فاز y123 گزارش شده، شفاف سازی کنیم. دمای گذار ابررسانایی نمونه با استفاده از روش چهار پروب و منحنی مقاومت ویژه الکتریکی برحسب دما تعیین شد. این منحنی، دمای گذار متوسط فاز y358 را k105 و دمای گذار متوسط فاز y123 را k94 نشان داد. اختلاف دمای گذار این دو فاز ابررسانا tcmid(y358) -tcmid(y123)=11k است که نشان می دهد این دو فاز به صورت کاملاً مجزا از هم در نمونه وجود دارند. تحلیل اشعه x نمونه ها نشان داد که ساختار بلوری ترکیب y358 شامل 5 صفحه cuo2و 3 زنجیره cuo است و در تقارن بلوری pmm2آرایش یافته اند. بر پایه این ساختار، الگوی پراش اشعه xنمونه با استفاده از نرم افزار maudو تحلیل ریتولد در دو فاز y358 و y123 ظریف سازی کردیم. طیف های تجربی و محاسباتی در حضور همزمان دو فاز بررسی شد. اختلاف اندک بین طیف تجربی و محاسباتی بدست آمده از نرم افزار maud نشان دهنده قابل صرف نظر بودن بقیه فازها و غالب بودن این دو فاز است. علاوه براین با استفاده از ظریف سازی الگوی پراش اشعه x نمونه برای فاز y358، پارامترهای شبکه ای (a,b,c)=(3.845,3.894,31.093)?، حجم سلول واحدv=465.537?3 و گروه تقارنی pmm2 و برای فاز y123، پارامترهای شبکه ای (a,b,c)=(3.84,3.89,11.66)?، حجم سلول واحد آن v=174.17?3 و گروه تقارنی pmmm بدست آوردیم. این پارامترهای شبکه ای و گروه تقارنی با پیش بینی های حاصل از محاسبات dft در توافق کامل است. میزان اورترومبیک بودن ساختار در هر دو فاز از رابطه 100(b-a)/(b+a) ، 6/0% بدست آمد. اندازه بلورک ها با استفاده از رابطه شرر، nm2± 21 بدست آمد. تصاویر حاصل ازfe-sem ، میانگین اندازه دانه ها را در نانو پودرهای پس از تکلیس nm30-15 نشان داد و در قرص نهایی میانگین اندازه دانه ها از مرتبه nm83 بدست آمد که در مقیاس نانویی قرار دارد و طبیعتاً از اندازه بلورک ها بزرگتر است. مرتبه نانویی پودرهای پس از تکلیس، همگنی و کیفیت نمونه ها در نتیجه استفاده از روش سل- ژل است که باعث شده نمونه بالاترین دمای گذار گزارش شده برای فاز y123، یعنی k94 و دمای گذار بالای k100 برای فاز y358 به نمایش گذارد.

در این تحقیق نمونه های ybco خالص و آلائیده به نانو ذارت کربن با درصد های وزنی مختلف به روش سل-ژل آماده شد. با هدف بررسی تغییرات چگالی جریان بحرانی و دمای گذار بحرانی با میزان آلایش کربن از روش چهار پروب برای اندازه گیری مقاومت الکتریکی بر حسب دما و ولتاژ بر حسب جریان استفاده شد. آنالیز فازی نمونه های ابررسانا با طیف پراش اشعه x نشان داد که همه نمونه های خالص و آلائیده تک فاز بوده و دارای ساختار 123 اورتورومبیک می باشند. تصاویر sem نمونه ها رشد میانگین اندازه دانه ها را با افزایش میزان آلایش نانو ذارت کربن نشان می دهند. دمای گذار بحرانی و همچنین چگالی جریان بحرانی نمونه ها با افزایش میزان آلایش نانو ذرات کربن کاهش می یابد که می تواند در نتیجه رفتار عایق گونه نانو ذارت کربن در بین دانه ها باشد.

با کشف ابررسانایی دمای بالا در سال 1986 پیشرفت های زیادی در زمینه ابررسانایی دمای بالا در صنعت به وجود آمده است. همچنین رشد سریع فناوری نانو و ابررسانایی در سال های اخیر، ما را به مطالعه شاخه ای از این فناوری تشویق کرده است. در این پژوهش ویژگی های مهم ابررسانای دما بالای ybco و همچنین آلایش آن با نانو لوله های کربنی (cnt ) مطالعه شده است. گزارش ها نشان می دهد که چگالی جریان بحرانی با آلایشcnt در ابررسانای دما بالای ybco به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. این نکته مهم ما را برآن داشت که از این دست یافته علمی در طراحی و شبیه سازی ترانسفورماتور استفاده کنیم. با مطالعه در زمینه کاربردهای مهم ترانسفورماتور در صنعت، برآن شدیم که به طراحی و شبیه سازی یک ترانسفورماتور kva 3 بپردازیم. پیکر بندی اصلی چنین ترانسفورماتوری را با اصول اولیه و استاندارد های مهم طراحی ترانسفوماتور، طراحی و برای بررسی و شبیه سازی از آنالیز عددی با روش اجزای محدود استفاده نموده ایم. در این طراحی به جای سیم های مسی در ترانسفورماتور های متعارف، از سیم های ابررسانای دما بالای ybco و همچنین ybco آلاییده به cnt استفاده شده است. با آنالیز در نرم افزار magnet پارامترهای مهم ترانسفورماتور مانند تلفات اهمی، تلفات آهنی و همچنین وزن و حجم هسته و بازده در ترانسفورماتور با سیم بندی ابررسانای دما بالا را محاسبه و با ترانسفورماتور متعارف با سیم بندی مسی مقایسه کردیم. در گام بعدی با مقادیر مختلف بار نامی نتایج را مجددا مقایسه نمودیم. همچنین مقدار تلفات ac به وجود آمده در سیم ها را برای ترانسفورماتور طراحی شده در این پژوهش برآورد و با کمک نرم افزار، توزیع میدان مغناطیسی ایجاد شده در هسته ترانسفورماتور ابررسانا و ترانسفورماتور متعارف را مشاهده و بررسی نمودیم. در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده، مزیت استفاده از ترانسفورماتور ابررسانای دمای بالای آلاییده به cnt را بیان می داریم. بنابراین هدف از کار این پژوهش با استفاده از تکنولوژی نانو، کمک به صنعت برای ساخت ترانسفورماتورهای اقتصادی که دارای بازده بیشتر و خطرات کمتری برای محیط زیست است، می باشد.

در این تحقیق نانو لوله های کربنی بر پایه محلول های نمکی ni(no3)2.6h2o و co(no3)2.6h2o، با نسبت های مختلف به روش نشست شیمیایی بخار(cvd) سنتز شدند. پس از خالص سازی ، نمونه های مورد نظر، به کمک پراش اشعه ایکس و تصویرمیکروسکوپ الکترونی مشخصه یابی شدند. پس از تأیید رشد نانو لوله های کربنی ، نمونه ای که بر پایه کاتالیست ni(no3)2.6h2o سنتز شده بود را با درصد های وزنی مختلف با پودر عایق برمید پتاسیم مخلوط کرده و با بدست آوردن رسانندگی ویژه ی قرص های بدست آمده از ترکیب نانو لوله های کربنی و برمید پتاسیم ، آستانه پرکولاسیون نانو لوله های کربنی سنتز شده را در ترکیب پتاسیم برمید بدست آوردیم. همچنین قرص های تهیه شده بین صفحات یک خازن قرار داده شدند و به کمک دستگاه lcr متر ظرفیت این خازن ها و میزان اتلاف دی الکتریک، اندازه گیری شد. رفتار قسمت های حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک با تغییرات فرکانس میدان اعمالی و تغییرات درصد وزنی نانو لوله کربنی در ترکیب بررسی شدند. پس از خالص سازی نانو لوله های کربنی سنتز شده، حلقه پسماند آنها با کمک داده هایی که از مغناطیس سنجی نمونه مرتعش (vsm)، بدست آمده بود ، رسم شدند. با تحلیل حلقه پسماند نمونه ها خواص مغناطیسی نانو لوله ها از جمله میدان وادارندگی، مغناطش اشباع و پذیرفتاری مغناطیسی بدست آمد و مشخص شد که حضور نانو ذرات کبالت در سنتز نانو لوله های کربنی باعث کاهش مغناطش اشباع و همچنین افزایش میدان وادارندگی می شود.

نمونه های ybco خالص و آلائیده به نانو ذرات sic (سیلیکون کارباید) با درصدهای وزنی مختلف sic به روش سل-ژل با هدف بررسی تاثیر میزان آلایش بر پارامترهای ابررسانای دمای بالای ybco ساخته شدند. اندازه گیری های مقاومت ویژه به روش چهار-میله ای انجام شد. این اندازه گیری نشان می دهد که با افزایش آلایش، دمای گذار بحرانی در همه نمونه های آلائیده نسبت به نمونه خالص کاهش می یابد و نمونه ybco آلائیده 5wt%sic گذار ابررسانایی ندارد. آنالیز نمونه های ابررسانا با طیف پراش اشعه x (xrd) نشان داد که نمونه های خالص و آلائیده 0/7wt%sic، 0.9wt% sic و1wt%sic دارای ساختار 123 اورتورمبیک و نمونه ybcoآلائیده 5wt%sic دارای ساختار تتراگونال می باشد. همچنین ظریف سازی طیف پراش اشعه x به روش ریتولد نشان می دهد که ذرات sic در هیچ یک از نمونه ها وارد ساختار ابررسانا نشده و نقش بین دانه ای دارند. چگالی جریان بحرانی و انرژی میخکوبی نمونه ها با افزایش میزان آلایش کاهش می یابد. تصاویر میکروسکوب الکترونی روبشی (sem) یکنواختی و منظم تر شدن شکل دانه ها و کوچک تر شدن اندازه دانه هارا با افزایش سطح آلایش نشان می دهد

با استفاده از روش سل- ژل که یک روش شیمیایی برای تولید نانو ذرات ابررساناهای دمای بالا است، نانو پودرهای اکسیدهای فلزی ترکیب y358را تهیه کردیم. میکروسکپ الکترونی روبشی (sem) میانگین اندازه دانه ها را nm 90 (مقیاس نانویی) نشان داد. برای تعیین دماهای کلسینه و زینتر از نمودار آنالیز حرارتی همزمانsta استفاده کردیم. سپس با استفاده از نانو پودرهای تهیه شده، نمونه با فاز غالب ترکیب ابررسانای دمای بالای جدید (y358) y3ba5cu8o18 را ساختیم. برای تعیین ساختار بلوری نمونه، طیف xrd نمونه را با استفاده از نرم افزار maud بر پایه تحلیل ریتولد تحلیل کردیم. اندازه گیری مقاومت ویژه الکتریکی روی نمونه را در جریان مستقیم و ثابت ma10 انجام دادیم و دمای گذار tc = 100 kرا مشاهده کردیم. ظریف سازی طیف xrd و مقاومت ویژه الکتریکی، ساخت نمونه با فاز غالب ترکیب y358 را تایید کردند. اثر شدت میدان های مغناطیسی koe 5/5 و 5/4 ، 0 عمود بر سطح نمونه و جریان را بر مقاومت ویژه الکتریکی در حالت نرمال ترکیب y358 بررسی کردیم. دیدیم که مقاومت ویژه الکتریکی در حالت نرمال ترکیب y358 تحت شدت میدان های مغناطیسی مختلف رفتار فلزی مشابهی را نشان می دهد. ضریب هال در حالت نرمال ترکیب y358در جریان مستقیم و ثابت ma10، تحت شدت میدان های مغناطیسی koe 5/5 و 5/4 عمود بر سطح نمونه و جریان، ناهنجاری وابستگی دمایی را به ما نشان داد. مشاهده کردیم که ضریب هال در حالت نرمال ترکیب y358 بر حسب دما در شدت میدان های مغناطیسی مختلف از a/t پیروی می کند و با افزایش میدان مغناطیسی افزایش می یابد. همچنین دریافتیم که حاملین بار برای ترکیب y358 حفره ها هستند. چگالی حاملین بار بر حسب دما در شدت میدان های مغناطیسی مختلف ترکیب y358 رفتار خطی را به ما نشان داد. چگالی حاملین بار ترکیب y358 را حدود ده به توان بیست بر سانتی متر مکعب به دست آوردیم. مشاهده کردیم که cot?h در حالت نرمال ترکیب y358 بر حسب t2 در شدت های مغناطیسی مختلف رفتار خطی دارد و عرض از مبدا آن با افزایش میدان مغناطیسی کاهش می یابد. نتایج این پژوهش در چهارمین کنفرانس بین المللی ابررسانایی و مغناطیس (icsm2014) و پنجمین کنفرانس بین المللی نانو ساختارها (icns5) منتشر شده است.

ابررسانای دمای بالای جدیدy3ba5cu8o18-? (y358) ، با دمای گذار بالای 100k از اهمیت ویژ ه ای برخوردار است. برای ساخت نمونه ابررسانای دمای بالای y358 به روش سل-ژل از تحلیل حرارتی dta-tg کمک گرفتیم و دمای کلسینه 816?c و دمای زینتر 910?c که منجر به ساخت نمونه تک فاز ابررسانای y358می شود تعیین شد. الگوی پراش اشعه x نمونه با استفاده از نرم افزار maud بر پایه تحلیل ریتولد ظریف سازی شد. طیف های تجربی و محاسباتی در حضور همزمان هر دو ساختار ترکیب y358 با گروه تقارنی pmmm و pmm2 بررسی شد و مشخص شد که در ترکیب y358 هر دو ساختار با گروه تقارنی pmmm و pmm2 همزمان به ترتیب با درصد حجمی 72 و 15 شکل گرفته اند. میانگین اندازه دانه ها در تصاویر fe-sem حدود 90 nm به دست آمد. اندازه گیری مقاومت ویژه در میدان صفر بیان می دارد که tcmid = 100 k و پهنای گذار ابررسانایی ?tc = tc90%- tc10% = 5k است که موید گذار ابررسانایی تیز و تک فاز بودن نمونه است. اندازگیری های مقاومت طولی و ولتاژ هال در میدان های 3.6، 4.5 و 5.5koe عمود بر سطح نمونه انجام گرفته است. با افزایش میدان مغناطیسی اعمالی بر نمونه پهنای گذار ابررسانایی افزایش می یابد و tcoff به دماهای پایین تری میل می کند. در این پژوهش پس از ساخت نمونه تک فاز y358 تغییر علامت ضریب هال در حالت گردابی را در اثر تغییر میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار داده ایم و یک تغییر علامت در میدان 3.6 koe در محدوده 0.9tc مانند ترکیب y123 مشاهده کردیم.

در این کار تحقیقی جهت بررسی رفتار نانولوله های کربنی (cnt) ، ابررسانای دمای بالای ybco و خواص مکانیکی آن با استفاده از روش المان محدود شبیه سازی انجام شد. با در نظر گرفتن المان نمایشگر حجم (rve) که شامل 2 ناحیه ماتریس (ابررسانای ybco) و cnt است با نادیده گرفتن اندرکنش های بین نانولوله و ماتریس مدول یانگ rve محاسبه شده است. در این مدل ماتریس ابررسانا به صورت خطی رفتار میکند. با در نظر گرفتن رفتار خطی برای cnt، تأثیر افزایش شعاع، افزایش حجم موثر، تغییرات طول نانولوله بر روی مدول یانگ rve بررسی شده است. با استفاده از مدل سازی دریافتیم که، فاصله نانولوله ها از یکدیگر در ابررسانای ybco استحکام ابررسانای آلاییده به cnt را تحت تأثیر قرار میدهد به طوری که هر چه فاصله نانولوله ها از یکدیگر بیشتر باشد استحکام ابررسانای آلاییده به cnt کاهش مییابد. با افزایش تعداد نانولوله مدول یانگ rve بیشتر میشود. با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی برای نانولوله، مدول یانگ rve تقریباً20-22% نسبت به ybco خالص افزایش مییابد. نمودار مدول برشی بر حسب حجم موثر نشان میدهد که با افزایش حجم موثر مدول برشی افزایش مییابد. در قسمت دوم مدل سازی، rve شامل 3ناحیه است که ناحیه سوم (interphase) بین cnt و ماتریس به علت وجود اندرکنش های بین cnt و ماتریس در نظر گرفته می شود. در این مدل با افزایش حجم موثر، مدول یانگ ybcoآلاییده به cnt افزایش مییابد. همچنین اثر افزایش مدول یانگ فاز میانی بر روی مدول یانگ rve مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش شعاع نانولوله مدول یانگ این نوع rve کاهش مییابد.

در این پژوهش جهت ساخت و مشخصه یابی نانو سیم های ابررسانای دمای بالای ybco با استفاده از قالب آلومینای نانو متخلخل، از روش سل – ژل برای آماده سازی ماده اولیه ybco و از قالب های آلومینای متخلخل برای ساخت نانو سیم های ابررسانای ybco استفاده نمودیم. در فاز اول این تحقیق قالب های آلومینای متخلخل تحت دما، ولتاژ و زمان های مختلف ساخته شدند. از بررسی تصاویر fe-sem قالب های آلومینای ساخته شده به روش آندیزاسیون و تحلیل آنها با استفاده از نرم افزار wsxm، تبدیل فوریه، نمودار متوسط شعاعی و تصاویر سه بعدی نتیجه می گیریم که با افزایش دما، ولتاژ و زمان آندیزاسیون قطر، نظم و عمق نانو حفره ها افزایش می یابد. فاز دوم تحقیق فوق مربوط به ساخت نانو سیم ybco با استفاده از قالب آلومینای متخلخل آماده شده در فاز اول بود. تصاویر fe-sem نانو سیم های ساخته شده نشان دهنده ی تشکیل نانو سیم های ybco با میانگین قطر 38 nm و میانگین طول 1 ?m است. نتایج حاصل از تحلیل داده های طیف پراش اشعه ایکس(xrd) نمونه ها نشان دهنده ی تشکیل فاز اورتورومبیک ابررسانای دمای بالا ybco است. دمای گذار ابررسانایی قالب محتوی نانو سیم با استفاده از روش تعیین شد.

پس از کشف ابررسانای دمای بالای ybco تلاش های زیادی برای یافتن روش های نوین ساخت و بهبود خواص این ماده صورت گرفته است. با وجود آنکه روش سل-ژل و روش واکنش حالت جامد از روش های مرسوم ساخت این ماده هستند، اما ساخت نمونه با این روش ها نیازمند زمان و انرژی زیادی می باشد. یکی از روش هایی که در دهه های اخیر مورد توجه قرار گرفته است استفاده از دستگاه ماکروفر خانگی برای تولید نمونه های کپه ای اکسیدی و سرامیکی همچون ybco است. در این روش زمان ساخت و انرژی مورد نیاز سنتز نمونه به طور قابل توجهی کاهش می یابد.همچنین در این پژوهش پس از ساخت ابررسانای ybco با استفاده از دستگاه ماکروفر خانگی آن را با درصدهای مختلف cnt آلایش داده و خواص ابررسانایی آن را بررسی کردیم.

در این پژوهش اثر فشار به صورت تئوری بر ساختار ترکیب y3ba5cu8o19 بررسی شده است. منظور از اعمال فشار به صورت تئوری، کوچک کردن حجم سلول واحد ساختار است. داده های اولیه برای این محاسبات از سایر بررسی های تجربی گرفته شده است. محاسبات با استفاده از نرم افزار کوانتوم اسپرسو انجام شده که بر پایه نظریه تابعی چگالی است. ساختار نواری ترکیب و ویژگی های الکترونی ماده از موارد بررسی شده در این پژوهش است.