კ ვლე ვ ი ს ა ვტორი : ჯ არჯი ხ მ ალ ა ძ ე

მო მ ხ ს ე ნ ე ბ ელი : გუ გ ა მ ი ქ ა ბ ერი ძ ე

კ ვლე ვ ა დაფინ ა ნ ს ე ბული ა , , პრ ეზიდე ნტის გრ ა ნტე ბ ი ა ხ ალგ აზრდა მ ე ც ნ ი ერთათვი ს ’ ’ პრო ე ქტი ს

ფ არგლებ შ ი , ეროვ ნული ს ა მ ე ც ნი ერო ფონდის მ ი ერ ( პროე ქტი ს ნო მ : P G / 2 0 / 6 - 2 6 0 / 1 3 )

მაღალტემპერატურული ზეგამტარის სწრაფი სინთეზი

2014წ. 22 დეკემბერი ,თავისუფალი უნივერსიტეტი

კვლევის ავტორი 2

ფრიბურგის უნივერსიტეტის დოქტორანტი

ჯარჯი ხმალაძე

მოხსენების გეგმა

მოკლედ ზეგამტარების შესახებ

საკვლევი ამოცანის ჩამოყალიბება

ნივთიერების სინთეზი

ნივთიერების შესწავლის მეთოდები:

რენტგენო სტრუქტურული დიფრაქცია (XRD)

ვიბრაციული მაგნეტომეტრი

მიღებული შედეგების ანალიზი

დასკვნა

3

მოკლედ ზეგამტარების შესახებ

აღმოჩენა: ჰაიკე კამერლინგ ოესი 1911 წ.

წინაღობა ზუსტად ნული

მაგნიტური ველის გამოდევნა

კრიტიკული ტემპერატურა Tc

კრიტიკული დენის ძალა

კრიტიკული მაგნიტური ველი

Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes

April 8, 1911

4

ზეგამტარის ლევიტაცია მაგნიტურ ველში

ზეგამტარი და იდეალური გამტარი

მაისნერის ეფექტი

ზეგამტარი

იდეალური გამტარი

T > Tc

Bo ≠ 0 T < Tc

Bo ≠ 0 T < Tc

Bo = 0

5

პროექტის მიზანია მაღალტემპერატურული ზეგამტარის

(TC > 77K), კონკრეტულად YBa 2CU 3O 7-X (YBCO)-ს სწრაფი

სინთეზის მეთოდის შემუშავება.

აქამდე არსებული მეთოდი:

• ათეულობით ან ასეულობით საათი

• გამოწვის ტემპერატურა 800-1200OC

• დამატებით გამოწვა ჟანგბადში

საკვლევი ამოცანის ჩამოყალიბება

6

ზეგამტარების მნიშვნელობა 7

Yamanashi MLX01

მაგნეტო-რეზონანსული ტომოგრაფია (MRI)

ცერნის ამაჩქარებელი

სუპერკომპიუტერი

ნივთიერების სინთეზი

იტრიუმ-ბარიუმ-კუპრუმის ოქსიდი

YBa2Cu3O7-x

Tc=93K

2 (BaCO3)+ 0.5(Y2O3)+ 3CuO → YBa2Cu3O7−x + CO2

რეაგენტების შერევა და ნაყვა 30 წუთი

ღუმელში გამოწვა 970–9750C-ზე 30, 45 ან 60 წუთი

დამატებით ჟანგბადში გამოწვა 5000C–ზე 6 საათი

8

რენტგენო სტრუქტურული დიფრაქცია (XRD)

• რენტგენის სხივების წყარო λ = 1.5406 Å

• ნიმუშების დასადები

• დეტექტორი

9

2d sin(θ)=nλ

Rigaku-ს დანადგარზე ,ფრიბურგის უნივერსიტეტში (შვეიცარია)

არეკვლილი სხივის ინტენსივობა VS კუთხე 10

ყველაზე ნაკლები მინარევების მქონე ნიმუშის XRD-გაზომვის შედეგი

11

Y2O3-ის მინარევული წილი 12

CuO-ს მინარევული წილი 13

ვიბრაციული მაგნეტომეტრი

• ზეგამტარული მაგნიტი (Bmax=5T)

• ინდუქციური კოჭა

• თერმომეტრი

14

თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, კონდენსირებული გარემოს ფიზიკის ლაბორატორია

ზეგამტარული წილის განსაზღვრა 15

საბოლოოდ ხუთივე ნიმუშში გამოვლინდა 100% ზეგამტარული ფაზა (±5%)

T oK

კრიტიკული დენის ძალის განსაზღვრა

ბინის მოდელის მიხედვით ჰისტერეზისის მარყუჟიდან კრიტიკული დენის სიმკვრივის(Jc)განსაზღვრა მაგნიტომეტრზე

D-ნიმუშის მარცვლის

დიამეტრის ზომა ~10-3

სმ

16

∆ M=M(+)

-M(-)

Jc=∆𝑀

𝐷

კრიტიკული დენის სიმკვრივე VS მაგნიტური ველი

17

დასკვნა

დამზადდა 5, სხვადასხვა პირობებში გამომწვარი ზეგამტარი ნიმუში

პირველად განხორციელდა YBCO-ს ნიმუშების სწრაფი, კონკრეტულ დროისა და ტემპერატურის კონდიციებში დამზადება და შემდგომ მათი თვისებების კვლევა

ყველაზე მაღალი კრიტიკული დენის სიმკვრივით ხასიათდება 9700 C-ზე, 60 წუთი გამომწვარი ნიმუში

ყველაზე სუფთა (ნაკლები მინარევების მქონე) ნიმუში აღმოჩნდა ის რომელიც გამოიწვა 9700 C-ზე, 45 წუთის განმავლობაში

ხუთივე ნიმუშში ფიქსირდება 100% მოცულობითი ზეგამტარული ფაზა (ცდომილება 5%)

მინარევული ფაზის სიდიდის ზრდას თან ახლავს კრიტიკული დენის სიმკვრივის ზრდა, რაც ნიმუშებში პინინგ ცენტრების არსებობაზე მიუთითებს

18

გამოყენებული ლიტერატურა

ალექსანდრე შენგელაია, სალექციო კურსი მასალათმცოდნეობაში A.C. Rose, E.H. Rhoderik, Introduction to superconductivity R. Baquero, Brief Introduction to Superconductivity L C Pathak and S K Mishra Supercond. Sci. Technol 2005 18 R67–R89 A.Agostino, P.Benzi et all Supercond. Sci. Technol. 2004 17 685–688 V.M.Ievlev et all Inorganic materials 2008 44 705-712 J.C.Hor et all Nature Matter 2008 7 62 Z.V.Dzibuti et all Tech.Phys.Lett 1997 23 746-747 S.A. Avsarkisov, Z.V.Jibuti et all Tech.Phys.Lett 2006 32 259-261 Z.V.Jibuti et all Tech.Phys.Lett 2008 53 808 D.Daraselia, D.Japaridze, Z.Jibuti, A.Shengelaia Bull.Georg.Acad.Sci vol.5 No1 pp.116-118 C. P. Bean, Phys. Rev. Lett. 8, 250 (1962); Rev. Mod. Phys. 36, 31 (1964) C. P. Bean, J. Appl. Phys. 41, 2482 (1970) Wikipedia.org

19

სრ .პროფესორი ა .შენგელაია

პროფესორი დ .დარასელია

პროფესორი დ .ჯაფარიძე -თბილისის ს ა ხ ელმწიფო უნი ვ ერსიტეტი , კონდენ სირე ბული გ არ ე მოს

ფიზი კი ს დეპ არტა მ ე ნტი

სრ .პროფესორი კ .ბერნარდი

-ფრიბურგი ს უნი ვ ერსიტეტი ( შ ვ ე იც არი ა ) , მ ყ არი ს ხ ეულების ფიზი კი ს დეპ არტა მ ე ნტი

განსაკუთრებული მადლობა კვლევის ხელშეწყობისა და თანამშრომლობისთვის

გმადლობთ ყურადღებისთვის 21