Effects Of Indium Doping On The Superconducting Properties Of Y Ba2 Cu3 Oy Sintered Compounds And
- 2. จุดประสงค
ศึกษาการเจือ In2O3 วามีผลกระทบตอสมบัติของสาร
ตัวนํายวดยิ่ง YBCO อยางไร เพื่อใชในการหาสารใหมๆ มาใช
เปน APC ทําใหเกิดฟลมบางที่มีคากระแสวิกฤตสูง
- 5. การเพิ่มคากระแสวิกฤต (Jc) ใหกบสารตัวนํายวดยิ่ง REBa2C3Oy
ั
(REBCO,RE123) นั้นมีความสําคัญในการนําเม็ดสารและฟลมบางไป
ประยุกตใชในการทําแมเหล็กถาวรที่มีความเขมสูง
มีรายงานอยูสองถึงสามฉบับไดรายงานเรื่องการเจืออินเดียมลงในสาร
ตัวนํายวดยิ่ง REBCO แตยังไมพบการรายงานเรื่องการเติม In2O3 ลงในสาร
ตัวนํายวดยิ่งหรือการเจืออินเดียมลงในฟลมบาง REBCO จึงมีการทดลองเพิ่ม
ขึ้นมากับสารตัวอยางที่ไดจากการเผาคือมีการศึกษาผลกระทบของการเติม
In2O3 ลงในฟลมบางโดยใชเทคนิค pulsed-laser deposited YBCO (PLD-
YBCO)
- 8. ชนิดที่ 1 : การเตรียมสารตัวอยาง YBa2Cu3-xInxOy (YBCIO)
Y2O3 (99.9%), BaCO3 (99.95%), CuO (99.99%) ,In2O3(99.999%)
นํามาบดและเผาที่ 1173 K เวลา 12 ชั่วโมง
ทําซ้ําอีกครั้ง
นําผง YBCIO ที่ไดมาอัดเปนเม็ดแลวเผาที่ 1233 K เปนเวลา 12 ชั่วโมงในอากาศ
ทําซ้ําอีกครั้ง
- 9. ชนิดที่ 2 : การเตรียมสารตัวอยาง Yba2Cu3Oy (YBCO,Y123)
ที่มีการเจือ In2O3
เติม In2O3 ลงไปใน YBCO ในจํานวน 2% ถึง 30 % โดยปริมาตร
เผาที่ 1233 K
ผง YBCO ที่ไดนําไปบดและอัดเม็ดแลวเผาที่ 1233 K
ในอากาศเปนเวลา 12 ชั่วโมง
นําไปแอนนีลที่ 1183 K โดยมีการผานกาซออกซิเจนดวยเปนเวลา 12 ชั่วโมง
- 10. ชนิดที่ 2 (ตอ)
ทําใหเย็นตัวลงมาที่ 773 K และทําใหอุณหภูมิคงที่เปนเวลา 12 ชั่วโมง
ปลอยใหสารเย็นตัวลงภายในเตาจนถึงอุณหภูมิหอง
- 12. หาคากระแสวิกฤติ (Jc) ที่อุณหภูมิ 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)
- 14. YBCO YBCIO
รูป 1. แสดงคาอุณหภูมิวิกฤต (Tc) ที่ขึ้นอยูกับ (a.) การเติมสารประกอบ In2O3
(b.) การเติมอินเดียมปริมาณ x สําหรับการเผาสารตัวอยาง
- 15. Ba3Cu3In4O12
Y2BaCuOy (Y211)
YBCO
2θ ~ 29.55
รูป 2. XRD 2θ spectra สําหรับการเผาสารตัวอยาง (a.) สารตัวอยางที่มีการเจือ
In2O3 ลงใน YBCO เปนจํานวน 7.8% โดยปริมาตร (b.) YBCIO (x = 0.3)
และ(c.) สาร YBCO บริสุทธิ์
- 17. รูป 3. แสดงพื้นผิวจาก SEM ของการเติมอินเดียมในสารตัวอยางการเผา (a.) การเจือ In2O3
ใน YBCO 2.1%โดยปริมาตร (b.) การเจือ In2O3 ในYBCO 9.5% โดยปริมาตร
(c.) YBCIO (x = 0.1) และ (d.) YBCIO (x = 0.3) ผลึกสี่เหลี่ยมแสดงใหเห็นดวยลูกศรมี
การวิเคราะหโดย EXD
- 18. 2.1 % โดยปริมาตร 9.5 % โดยปริมาตร
Ba : Cu : In : Y = 3.0 : 2.9 : 3.3 : 0.15
ซึ่งสอดคลองกับอัตราสวนอะตอมของสาร Ba3Cu3In4O12
- 19. X = 0.1 X = 0.3
ขนาดเกรนของสารตัวอยาง YBCIO มีขนาดลดลงเมื่อคา x เพิ่มขึ้น
ไมพบเกรนทีมีรูปเปนสี่เหลี่ยมลูกบาศกในสารตัวอยาง YBCIO
่
- 21. รูป 5. แสดงคาอุณหภูมิวิกฤต (Tc) กับ (a.) ปริมาณการเจือ In2O3
ลง ใน YBCO ที่ใชเปนเปาทําฟลมบาง (b.) ปริมาณอินเดียมที่เติม
ใน YBCIO ที่ใชเปนเปาทําฟลมบาง
- 24. สารที่เตรียมโดยฟลมบาง
คาอุณหภูมิวิกฤตขึ้นกับคาการเจืออินเดียมมีลักษณะคลายกันทั้งสาร
ตัวอยางที่เปนฟลมบางกับสารที่เตรียมไดจากการเผา
เมื่อนําผลการทดลองมาเปรียบเทียบกับการทดลองที่ผานมานั้น
พบวาการเจืออินเดียมไมไดสงผลกระทบอยางรุนแรงในสารตัวนํายวด
ยิ่งยวดทําใหไดสาร APC ชนิดใหมขึ้นมา
- 32. เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ ( X-ray Diffraction, XRD )
เปนเทคนิคหนึงที่ใชในการศึกษาวิเคราะหโครงสรางผลึก โดยรังสี
่
เอ็กซจะเลี้ยวเบนไปตามชองวางระหวางอะตอมภายในผลึกและจะถูก
บันทึกคา แลวทําการวิเคราะหธรรมชาติของโครงสรางผลึกนันๆ โดย
้
ระยะหางระหวางอะตอมนนสามารถคํานวณไดจากสมการของ Bragg
ั้
- 36. หลักการทํางานของ SEM
จะประกอบดวยแหลงกําเนิดอิเล็กตรอนซึ่งทําหนาที่ผลิตอิเล็กตรอนเพื่อ
ปอนให กับระบบ โดยกลุมอิเล็กตรอนที่ไดจากแหลงกําเนิดจะถูกเรงดวย
สนามไฟฟา จากนั้นกลุมอิเล็กตรอนจะผานเลนสรวบรวมรังสี (condenser
lens) เพื่อ ทําใหกลุมอิเล็กตรอนกลายเปนลําอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถปรับให
ขนาดของลําอิเล็กตรอนใหญหรือเล็กไดตามตองการ หากตองการภาพที่มีความ
คมชัดจะปรับใหลําอิเล็กตรอนมีขนาดเล็ก หลังจากนั้นลําอิเล็กตรอนจะถูกปรับ
ระยะโฟกัสโดยเลนสใกลวัตถุ (objective lens) ลงไปบนผิวชิ้นงานที่
ตองการศึกษา หลังจากลําอิเล็กตรอนถูกกราดลงบนชิ้นงานจะทําใหเกิด
อิเล็กตรอนทุติยภูมิ (secondary electron) ขึ้น ซึ่งสัญญาณจาก
อิเล็กตรอนทุติยภูมินี้จะถูกบันทึก และแปลงไปเปนสัญญาณทางอิเล็กทรอกนิกส
และ ถูกนําไปสรางเปนภาพบนจอโทรทัศนตอไป และสามารถบันทึกภาพจาก
หนาจอโทรทัศนไดเลย