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

Napsat komentář

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.