Bizmut tabanlı süperiletkenin bakır tarafına yapılan ta katkısının süperiletkenlik özelliklerine etkisinin araştırılması

Bu çalışmada, klasik katı-hal reaksiyon yöntemiyle sentezlenen Bi₁.₆Pb₀.₄Sr₂Ca₀.₉₂₅Na₀.₀₇₅Cu₂₋ₓTaₓO₈ (x = 0, 0.05, 0.075, 0.10, 0.15 ve 0.20) bileşiğinde, Cu konumuna yüksek değerlikli Ta katkısının süperiletkenlik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. X-ışını kırınımı (XRD) analizleri sonucunda, tüm örneklerde ana fazın Bi-2212 olduğu belirlenmiş olup, ayrıca Bi-2201 ve Bi-2223 fazlarına ait düşük yoğunluklu kırınım desenleri tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, örneklerin örgü parametrelerinin Ta katkısı ile azaldığı gözlemlenmiştir.Taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri, tüm numunelerde rastgele yönlenmiş, kısmen plaka benzeri ve kısmen de iğnemsi morfolojide tanelerin bulunduğunu ortaya koymuştur. Manyetizasyon ölçümleri sonucunda, tüm örneklerde 10 K, 20 K ve 30 K sıcaklıklarında Tip-II süperiletkenlere özgü simetrik M-H eğrileri elde edilmiştir. Çivileme merkezlerinin bir göstergesi olan kalıcı manyetizasyon (Mᵣ) değerlerinin, Ta katkısı ile arttığı belirlenmiş olup, benzer şekilde kritik akım yoğunluğu (Jc) değerlerinin de Ta içeriğiyle birlikte yükseldiği tespit edilmiştir. Ancak, kritik geçiş sıcaklığı (Tₛ) ve birinci kritik manyetik alan (Hc₁) değerlerinde Ta katkılanmasıyla azalma meydana gelmiştir.Elde edilen bulgular, Bi₁.₆Pb₀.₄Sr₂Ca₀.₉₂₅Na₀.₀₇₅Cu₂₋ₓTaₓO₈ sisteminin süperiletkenlik özelliklerinin iyileştirilmesi açısından tantal katkısının önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Ancak, daha verimli süperiletken özellikler elde edebilmek adına, farklı üretim tekniklerinin uygulanması ve ileri karakterizasyon çalışmalarıyla sistemin daha detaylı incelenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.