RU2241676C1 - Perovskite-like terbium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting material - Google Patents
Perovskite-like terbium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting materialInfo
- Publication number
- RU2241676C1 RU2241676C1 RU2003112176/15A RU2003112176A RU2241676C1 RU 2241676 C1 RU2241676 C1 RU 2241676C1 RU 2003112176/15 A RU2003112176/15 A RU 2003112176/15A RU 2003112176 A RU2003112176 A RU 2003112176A RU 2241676 C1 RU2241676 C1 RU 2241676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terbium
- perovskite
- cuprate
- air
- ruteno
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к получению нового сложного перовскитоподобного рутенокупрата на основе тербия, являющегося перспективным материалом во многих областях техники. В частности, данный сложный перовскитоподобный купрат на основе тербия после обработки в кислороде под давлением может использоваться в электронике и вычислительной технике (сверхпроводящие квантовые интерферометры, сверхпроводящие элементы памяти), энергетике (накопители электроэнергии), медицине (сверхпроводящие томографы) и т.д.The invention relates to the production of a new complex perovskite-like ruthenium cuprate based on terbium, which is a promising material in many fields of technology. In particular, this complex terbium-based perovskite-like cuprate after processing in oxygen under pressure can be used in electronics and computer engineering (superconducting quantum interferometers, superconducting memory elements), energy (power storage devices), medicine (superconducting tomographs), etc.
Аналогичные перовскитоподобные купраты общего состава RuSr2(Ln,Ce)2Cu2O10-δ (Ln=Dy, Но, Y) являются низкотемпературными сверхпроводниками, обладающими магнитным упорядочением, которые получены из исходных компонентов с использованием техники высоких давлений и температур (давление 6ГПа, температура 1200° С). [V.P.S.Awana and E.Takayama-Muromachi, Physica С, 2003. V.390. Р.101]Similar perovskite-like cuprates of the general composition RuSr 2 (Ln, Ce) 2 Cu 2 O 10-δ (Ln = Dy, Ho, Y) are low-temperature magnetic ordering superconductors that are obtained from the starting components using high pressure and temperature techniques (pressure 6 GPa, temperature 1200 ° C). [VPS Awana and E. Takayama-Muromachi, Physica C, 2003. V.390. P.101]
Из всех перовскитоподобных купратов наиболее широкое применение в накопителях энергии, в электромагнитах, токовводах, токоограничителях находят перовскитоподобные купраты на основе меди – CuYBa2Cu2O7-δ . Это объясняется высокотемпературной сверхпроводимостью этой фазы.Of all perovskite-like cuprates, perovskite-like cuprates based on copper — CuYBa 2 Cu 2 O 7-δ — are most widely used in energy storage devices, in electromagnets, current leads, and current limiters. This is due to the high temperature superconductivity of this phase.
Однако перовскитоподобным купратам на основе меди присущ ряд серьезных недостатков. Так, недостаточно высокой является устойчивость к воздействию влаги, наблюдается высокая чувствительность сверхпроводящих свойств к содержанию кислорода, инконгруэнтное плавление.However, copper-based perovskite-like cuprates have a number of serious drawbacks. So, resistance to moisture is not high enough, there is a high sensitivity of superconducting properties to the oxygen content, incongruent melting.
Задачей данного изобретения было получение нового сложного перовскитоподобного рутенокупрата на основе тербия состава (Ru0,5Cu0,5)Sr2(Tb0,7Ce0,3)2Cu2O10, который был получен твердофазным спеканием исходных компонентов. Присутствие в составе соединения ионов рутения предопределяет возможность проявления не только сверхпроводящих, но и магнитных свойств, отсутствующих у CuYBa2Cu2O7-δ . [I.Felner, U.Asaf, Y.Levi, and O.Millo, Phys. Rev B.55. R3374(1997)].The objective of this invention was to obtain a new complex perovskite-like ruthenium cuprate based on terbium composition (Ru 0.5 Cu 0.5 ) Sr 2 (Tb 0.7 Ce 0.3 ) 2 Cu 2 O 10 , which was obtained by solid-phase sintering of the starting components. The presence of ruthenium ions in the compound determines the possibility of manifesting not only superconducting, but also magnetic properties that are absent in CuYBa 2 Cu 2 O 7-δ . [I. Felner, U. Asaf, Y. Levi, and O. Millo, Phys. Rev B.55. R3374 (1997)].
Образцы весом 2 г были получены в муфельной печи в алундовых тиглях. Стехиометрическая смесь исходных компонентов, соответствующая составу (Ru0,5Cu0,5)Sr2(Tb0,7Ce0,3)2Cu2O10-δ , прокалена в порошке при 960° С в течение 8 ч на воздухе, затем перетертый и спрессованный в таблетку диаметром 10 мм полученный образец синтезировался при 1010° С в смеси воздуха и азота в течение 8 ч. Затем образец перетирался, прессовался в таблетку и осуществлялся 2-кратный отжиг при 1050° С на воздухе в течение 8 ч. После первой стадии отжига образец перетирался и заново прессовался. Образец охлаждался вместе с печью. Полученный образец шихтового состава (Ru0,5Cu0,5)Sr2(Tb0,7Ce0,3)2Cu2O10 (образец I) затем был отожжен в кислороде при 1050° С в течение 8 ч (образец II).Samples weighing 2 g were obtained in a muffle furnace in alundum crucibles. A stoichiometric mixture of the starting components corresponding to the composition of (Ru 0.5 Cu 0.5 ) Sr 2 (Tb 0.7 Ce 0.3 ) 2 Cu 2 O 10-δ is calcined in powder at 960 ° C for 8 hours in air Then, the obtained sample ground and pressed into a tablet with a diameter of 10 mm was synthesized at 1010 ° С in a mixture of air and nitrogen for 8 hours. Then the sample was ground, pressed into a tablet and annealed for 2 times at 1050 ° С in air for 8 hours After the first stage of annealing, the sample was ground and pressed again. The sample was cooled with the furnace. The resulting sample of the charge composition (Ru 0.5 Cu 0.5 ) Sr 2 (Tb 0.7 Ce 0.3 ) 2 Cu 2 O 10 (sample I) was then annealed in oxygen at 1050 ° C for 8 h (sample II).
В качестве исходных материалов для приготовления шихты использовались высокочистые порошки оксидов рутения, тербия, церия, меди и карбоната стронция. Вещества взвешивались в следующем весовом соотношении: оксид рутения - 8,00 вес.%, оксид тербия - 30,78 вес.%, оксид церия - 12,41 вес.%, оксид меди - 23,90 вес.%, карбонат стронция - 35,49 вес.% (при нагревании происходит разложение согласно реакции SrCO3→ SrO+CO2. Оксид стронция - 24,91 вес.%). Исходные вещества тщательно перемешивали в ацетоне для гомогенизации.High-purity powders of ruthenium, terbium, cerium, copper, and strontium carbonate oxides were used as starting materials for the preparation of the charge. The substances were weighed in the following weight ratio: ruthenium oxide - 8.00 wt.%, Terbium oxide - 30.78 wt.%, Cerium oxide - 12.41 wt.%, Copper oxide - 23.90 wt.%, Strontium carbonate - 35.49 wt.% (When heated, decomposition occurs according to the reaction SrCO 3 → SrO + CO 2. Strontium oxide - 24.91 wt.%). The starting materials were thoroughly mixed in acetone for homogenization.
Состав и строение фазы с шихтовым составом (Ru0,5Cu0,5)Sr2(Tb0,7Ce0,3)2Cu2O10, входящей в состав образца I, определены полнопрофильным рентгеновским методом:The composition and structure of the phase with a charge composition (Ru 0.5 Cu 0.5 ) Sr 2 (Tb 0.7 Ce 0.3 ) 2 Cu 2 O 10 , which is part of sample I, are determined by the full-profile X-ray method:
Тетрагональная сингония.Tetragonal syngony.
Пространственная группа: 14/mmm.Space group: 14 / mmm.
Параметры ячейки: a=3,802(2), с=28,470(20)А.Cell parameters: a = 3.802 (2), c = 28.470 (20) A.
Объем ячейки: 411,54А3.Cell Volume: 411.54A 3 .
Молекулярная масса: 806.190.Molecular mass: 806.190.
Число формульных единиц в ячейке: 2.Number of formula units in a cell: 2.
Плотность: 6.505 г/см3.Density: 6.505 g / cm 3 .
В структуре фаз общего состава (Ru,Cu)Sr2(Tb,Ce4+)2Cu2O10 "атомы" (Тb,Се4+) расположены не в центре тетрагональных призм, "атомы” (Ru,Cu) находятся в искаженном октаэдре, атомы Sr и Сu расположены в дефектных кубооктаэдрах и в тетрагональных пирамидах соответственно.In the structure of the phases of the general composition (Ru, Cu) Sr 2 (Tb, Ce 4+ ) 2 Cu 2 O 10 the “atoms” (Tb, Ce 4+ ) are not located in the center of the tetragonal prisms, the “atoms” (Ru, Cu) are in a distorted octahedron, the Sr and Cu atoms are located in defective cuboctahedra and in tetragonal pyramids, respectively.
Съемка поликристаллического образца проведена на автоматическом рентгеновском дифрактометре ДРОН-3М (СuКα 1) при сканировании с шагом 0,02° по 2θ и экспозицией 15с. Параметры ячейки нового сложного перовскитоподобного рутенокупрата на основе тербия определены и уточнены методом наименьших квадратов с использованием программы PoowTool (внешний стандарт - порошок α -Аl2О3: а=4,7588(1), с=12,993(2)А из Американского бюро стандартов). Уточнение состава и структуры выполнены методом Ритвельда по программе DBWS-9411 [Young R.A., Sakthivel A., Moss T.S., Paiva-Santos C.O. "Rietveld analysis of X-Ray and neutron powder diffraction patterns". User's guide to program DBWS-9411. 30 March 1995]. Обработка массива экспериментальных данных осуществлена по программе PROFILE FITTING V 4.0. Для описания формы пика выбрана функция псевдо-Войта или Пирсона при 8,0 FWHM, где FWHM - средняя ширина пика на половине высоты. После уточнения коэффициента приведения к абсолютной шкале, нуля счетчика, фона, параметров элементарной ячейки и смещения образца следовал этап уточнения структурных и профильных параметров путем постепенного добавления профильных параметров при уточняемом фоне. Структурные параметры уточнялись в несколько этапов: сначала только координаты атомов, затем тепловые параметры в изотропном приближении при фиксированных позиционных, далее заселенности позиций при фиксированных позиционных и тепловых. На заключительной стадии уточнялись одновременно тепловые параметры и заселенности позиций при фиксированных остальных параметрах для каждого атома.The polycrystalline sample was taken on a DRON-3M automatic X-ray diffractometer (CuKα 1 ) during scanning with a step of 0.02 ° in 2θ and an exposure of 15 s. Cell parameters of a new complex perovskite-like ruthenium cuprate based on terbium were determined and refined by the least squares method using the PoowTool program (the external standard is α-Al 2 O 3 powder: a = 4.7588 (1), c = 12.993 (2) A from the American Bureau standards). The composition and structure were refined by the Rietveld method using the DBWS-9411 program [Young RA, Sakthivel A., Moss TS, Paiva-Santos CO "Rietveld analysis of X-Ray and neutron powder diffraction patterns". User's guide to program DBWS-9411. March 30, 1995]. The experimental data array was processed using the PROFILE FITTING V 4.0 program. To describe the shape of the peak, the pseudo-Voigt or Pearson function was selected at 8.0 FWHM, where FWHM is the average peak width at half height. After the coefficient of reduction to the absolute scale, counter zero, background, unit cell parameters and sample displacement was specified, the step of refining the structural and profile parameters by gradually adding profile parameters with a specified background was followed. The structural parameters were refined in several stages: first, only the coordinates of the atoms, then the thermal parameters in the isotropic approximation for fixed positional, then the population of positions for fixed positional and thermal. At the final stage, both the thermal parameters and the population of the positions were refined simultaneously with the remaining parameters fixed for each atom.
Микроструктура полученного соединения определена с использованием сканирующего электронного микроскопа QUANTA-400.The microstructure of the obtained compound was determined using a QUANTA-400 scanning electron microscope.
Электрические измерения выполнены стандартным четырехконтактным методом в интервале температур 4,2 - 300 К. Образец шихтового состава (Ru0,5Cu0,5)Sr2(Tb0,7Ce0,3)2Cu2O10 (образец I) проявил полупроводниковые свойства, а образец II оказался низкотемпературным сверхпроводником с температурой перехода в сверхпроводящее состояние при Тс~5 К.Electrical measurements were performed by the standard four-contact method in the temperature range 4.2–300 K. A sample of the charge composition (Ru 0.5 Cu 0.5 ) Sr 2 (Tb 0.7 Ce 0.3 ) 2 Cu 2 O 10 (sample I) showed semiconductor properties, and sample II turned out to be a low-temperature superconductor with a transition temperature to the superconducting state at T c ~ 5 K.
Магнитные измерения были выполнены с использованием емкостного сенсорного магнетометра, размещенного в сверхпроводящем соленоиде. Магнетизация образцов была измерена в магнитных полях при 140 КЭ при температуре 4,2 К. Образец II имел магнитное упорядочение при Тm~95 К.Magnetic measurements were performed using a capacitive touch magnetometer placed in a superconducting solenoid. The magnetization of the samples was measured in magnetic fields at 140 KE at a temperature of 4.2 K. Sample II had magnetic ordering at T m ~ 95 K.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112176/15A RU2241676C1 (en) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Perovskite-like terbium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112176/15A RU2241676C1 (en) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Perovskite-like terbium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003112176A RU2003112176A (en) | 2004-12-10 |
RU2241676C1 true RU2241676C1 (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=34387949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003112176/15A RU2241676C1 (en) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Perovskite-like terbium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241676C1 (en) |
-
2003
- 2003-04-28 RU RU2003112176/15A patent/RU2241676C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
RUIZ-BUSTOS R. et al. Substitution at the gadolinium and strontium sites in the RuSr 2 GdCu 2 O 8 magnetic superconductor. Current applied physics. 2002, v.2, No 6, p.461-463, реферат. * |
WILLIAMS G.V.M. et al. Magnetization, structural and nuclear guadrupole study of RuSr 2 EuCeCu 2 O 10 . Chemical Abstracts. 2001, v.135, ref. 135:337527. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Engler et al. | Superconductivity above liquid nitrogen temperature: Preparation and properties of a family of perovskite-based superconductors | |
EP0341266B1 (en) | Superconductivity in square-planar compound systems | |
Shaked et al. | Superconductivity in the Sr-Ca-Cu-O system and the phase with infinite-layer structure | |
US7056866B1 (en) | Superconductivity in square-planar compound systems | |
JP2664387B2 (en) | Superconductor and its equipment | |
EP0800494B1 (en) | LOW TEMPERATURE (T LOWER THAN 950 oC) PREPARATION OF MELT TEXTURE YBCO SUPERCONDUCTORS | |
RU2241676C1 (en) | Perovskite-like terbium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting material | |
RU2241675C1 (en) | Perovskite-like praseodymium-based ruteno-cuprate as magneto-ordered superconducting material | |
Usami et al. | Synthesis of HgBa2Ca3Cu4Oy under ambient pressure | |
JPH02196020A (en) | Oxide superconducting base material and its production | |
JP2636057B2 (en) | Manufacturing method of oxide superconductor | |
US5270292A (en) | Method for the formation of high temperature semiconductors | |
Morita et al. | High-T c superconductivity in three-fluorite-layer copper oxides. II.(Cu, Mo) Sr 2 (Ce, Y) 3 Cu 2 O 11+ δ | |
US8060169B1 (en) | Superconductive compounds having high transition temperature, and methods for their use and preparation | |
Hur et al. | Synthesis of a Sr-doped HgBa2Ca0. 86Sr0. 14Cu2O6+ δ superconductor using ternary oxide precursors | |
JPH01503060A (en) | Devices and systems based on new superconducting materials | |
RU2091880C1 (en) | Method for producing high-temperature superconducting parts | |
Calleja et al. | Successful synthesis of Hg0. 80Re0. 20Sr2Can− 1CunO2n+ 2+ δ (n= 1, 2) by the sealed quartz tube technique | |
Morosin et al. | Superconducting superoxygenated cuprates: Search for phase separation in La 1.84 Sr 0.16 CuO 4+ δ | |
KR100265031B1 (en) | A na-intervened superconductors and their preparing method | |
WO1989008076A1 (en) | SUPERCONDUCTIVITY IN A Bi-Ca-Sr-Cu OXIDE COMPOUND SYSTEM FREE OF RARE EARTHS | |
Sudra et al. | Dysprosium doped Tl-1212 superconductors with varying Pb content | |
Ono et al. | Synthesis of a new superconductor (Cu0. 6Ce0. 4) Sr2Y1. 2Ce0. 8Cu2Oz under high oxygen pressures | |
JPH02204358A (en) | Oxide superconductor and production thereof | |
JP2855128B2 (en) | Oxide superconductor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090429 |