Journal of Interfaces, Thin Films, and Low dimensional systems

Investigation of structural effects of Bi nanoparticle addition on HTSC- BSCCO-2223, through the sol-gel method

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Physics, Alzahra University, Tehran, Iran

2 Department of Physics, Alzahra University​, Tehran, Iran

Abstract

In this research, the influence of Bi nanoparticles addition on the high temperature superconductor BSCCO-2223 was studied. For this purpose, the samples were synthesized by the conventional sol-gel method. Then, the Bi nanoparticles with x= 0.00, 0.03, 0.06, 0.12wt% was added to BSCCO-2223. The structural characterization of all the samples was done by X-ray diffraction pattern (XRD). Also, the microstructural and grain connectivity of the samples investigation by “Field Emission Scanning Electron Microscope” (FE-SEM). In addition, the volume fraction of all the samples was estimated by using “Material Analysis Using Diffraction” (MAUD) software. These results showed that the sample with non-added Bi has the highest volume fraction of Bi-2223 phase (77.3%) compared to added samples with Bi nanoparticles. Furthermore, the FE-SEM photographs showed that when Bi nanoparticles addition increases, the porosity and voids increase.
Therefore, the experimental results indicate that structural properties and crystallographic of the samples weakened by increasing of Bi nanoparticles as an additive in the high temperature superconductor BSCCO-2223.

Keywords

Main Subjects

Article Title [Persian]

بررسی اثرات ساختاری افزودن نانو ذرات Bi روی ابر رسانای دمای بالای BSCCO-2223 از روش سل-ژل

Authors [Persian]

  • مریم آهنگری 1
  • وحید دادمهر 2

1 گروه فیزیک، دانشگاه الزهرا(س)، تهران، ایران

2 گروه فیزیک، دانشگاه الزهرا(س)، تهران، ایران

Abstract [Persian]

در این تحقیق تأثیر افزودن نانوذرات Bi بر روی ابررسانای با دمای بالا BSCCO-2223 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، نمونه ها با استفاده از روش سل ژل سنتز شدند. سپس، نانوذرات Bi با x = 0.00,0.03,0.06,.12wt% ، به BSCCO-2223 اضافه شد. مشخصات ساختاری تمام نمونه ها با استفاده از الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد. همچنین اتصال میکروساختار از آزمایشات نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (FE-SEM) انجام شده است. علاوه بر این، کسر حجمی تمام نمونه ها با استفاده از نرم افزار "تجزیه و تحلیل مواد با استفاده از پراکندگی" (MAUD) برآورد شد. این نتایج نشان می دهد که نمونه بدونBi دارای بیشترین میزان فاز Bi-2223 (77.3٪) نسبت به نمونه های اضافه شده با نانوذرات Bi است. علاوه بر این، عکس های FE-SEM نشان می دهد که هنگام افزودن نانوذرات Bi، تخلخل و حفره ها افزایش می یابد. بنابراین، نتایج تجربی نشان می دهد که خواص ساختاری و کریستالوگرافی نمونه ها با افزایش نانوذرات Bi به عنوان افزودنی در ابررسانای با دمای بالا BSCCO-2223 تضعیف می شوند.

Keywords [Persian]

  • ابررسانای دمای بالا BSCCO-2223
  • روش سل ژل
  • نانوذرات Bi
  • الگوی پراش اشعه ایکس (XRD)
  • فاز Bi-2223
  • نرم افزار MAUD
[1] H. Maeda, Y. Tnaka, M. Fukutomi, and T. Asano.“A new High-TC oxide superconductor without a rare earth element.” Japanese J. Applied Physics, 27 (1988) L209.
[2] H. Abbasi, J. Taghipour, and H. Sadeghi. “The effect of MgCO3 addition on the superconducting properties of Bi-2223 superconductors.” J. Alloys and Compounds, 482 (2009) 552.
[3] E. Guilmeau, B. Andrzejewski, and J. G. Noudem.“The effect of MgO addition on the formation and the
superconducting properties of the Bi2223 phase.”Physica C, 387 (2001) 382.
[4] I. H. Gul, F. Amin, A. Z. Abbasi, M. Anis-urRehman,A. Maqsood. “Effect of Ag2CO3 addition on the morphology and physical properties of Bi-based (2223) high-TC superconductors.” Physica C, 449 (2006) 139.
[5] H. Najafipour, S. H. R. Shojaei, and S. M. Shojaei.“The effect of AgNO3 addition on the formation and superconducting properties of the Bi-2223 phase.” J.Superconductivity and Novel Magnetism, 23 (2010) 487.
[6] W. Kong and R. Abd-Shukor, “Enhanced electricaltransport properties of nano NiFe2O4-added (Bi1.6, Pb0.4) Sr2Ca2Cu3O10 superconductor.” J. Superconductivity and Novel Magnetism, 23 (2010) 257.
[7] A. Rojek, B. Cendlewska, “Effect of Sb additions on the formation of the high-TC phase in the Bi-Pb-SrCa-Cu-O superconducting thick films.” Solid State Communications, 86 (1993) 735.
[8] M. Annabi, A. M’Chirgui, F. Ben Azzouz, M.Zouaoui, M. Ben Salem. “Addition of nanometer Al2O3 during the final processing of (Bi,Pb)-2223superconductors.” Physica C, 405 (2004) 25.
[9] F. S. Moghadasi, V. Daadmehr, and M. Kashfi.“Characterization and frequency-thermal response ofelectrical properties of Cu nanoferrite prepared by sol–gel method.” J. Magnetism and Magnetic Fields, 416 (2016) 103.
[10] N. Zarabinia, V. Daadmehr, F. Shahbaz Tehrani,M. Abbasi. “Influence of Ag/Cu Substitution on Structural Effect of New High Temperature Superconductor Y3Ba5Cu8O18.” Procedia Material Science, 11 (2015) 242.
Journal of Interfaces, Thin Films, and Low dimensional systems
Volume 1, Issue 2 - Serial Number 2
March 2018
Pages 51-55