Optimalizace supravodivých vlastností YBCO pomocí grafenoxidu

Grafen a supravodiče jsou dvě důležitá témata dnešní doby a samozřejmě se i navzájem proplétají. V nově publikované práci byl zkoumán vliv přídavku grafenoxidu do vysokoteplotního supravodiče YBCO na jeho supravodivé vlastnosti.[1]

YBCO
Skupina krystalických, vysokoteplotních supravodičů, jejich chemické složení často odpovídá vzorci YBa2Cu3O7-x, ale poměr prvků může být i odlišný. Lze je připravit klasickou syntézou, reakcí uhličitanů barnatého, yttritého a měďnatého v přítomnosti kyslíku, ale využívají se i sol-gelové metody a solid-state syntéza za vysokých teplot. Jejich krystalová struktura odpovídá struktuře perovskitu.

Krystalová struktura YBCO

Krystalová struktura YBCO, Autor: Ben Mills, Zdroj: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:YBCO-xtal-3D-SF.png

Grafenoxid
Oxidovaná forma 2D allotropu uhlíku – grafenu. Oxidace se často provádí pomocí směsi KMnO4 a kyseliny sírové.

V této práci bylo YBCO připraveno sol-gelovou metodou, k získanému prášku byl přidán grafenoxid (GO) v takovém množství, aby vznikly vzorky s hmotnostní koncentrací GO 0; 0,1; 0,7 a 1 %. Po homogenizaci byla směs vylisována do podoby tablety, které byly kalcinovány při teplotě 930 °C po dobu 19 hodin v proudu kyslíku. Získáné vzorky byly charakterizovány pomocí práškové RTG difrakce a byl u nich měřen odpor v normálním stavu a kritická teplota, výsledky jsou shrnuty v následující tabulce.

Vzorek YBCO 0,1 % GO 0,7 % GO 1 % GO
TC [K] 93 99 101 102
Odpor při 200 K [mΩ] 4211 1688 2057 1542

Z výsledků plyne, že GO vytváří lepší spojení mezi zrny YBCO, snižuje odpor za normálního stavu, a zvyšuje kritickou teplotu a kritickou proudovou hustotu.

Literatura

  1. Improving superconducting properties of YBCO high temperature superconductor by Graphene Oxide doping

Leave a Reply