Физика Низких Температур: Том 48, Выпуск 1 (Январь 2022), c. 5-9    ( к оглавлению , назад )

Comparative study of Tl-1223 superconductors prepared by the sol-gel route and solid-state reaction

I. R. Metskhvarishvili1,2, T. E. Lobzhanidze3, G. N. Dgebuadze1, B. G. Bendeliani1, M. R. Metskhvarishvili2, M. Sh. Rusia3

G. R. Giorganashvili1, and V. M. Gabunia1,4

1Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Tbilisi 0186, Georgia
2Georgian Technical University, Tbilisi 0175, Georgia

3Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, Tbilisi 0179, Georgia
4Petre Melikishvili Institute of Physical and Organic Chemistry of the Iv. Javakhishvili Tbilisi State University, Tbilisi 0186, Georgia
E-mail: i.metskhvarishvili@sipt.org.ge

Received June 11, 2021, published online November 25, 2021

Abstract

This paper presents sol-gel (SG) and solid-state reaction (SSR) pathways to produce multiphase ceramic precursors of BCCO and then the superconducting phase of Tl-1223. The heat treatments showed that to obtain high-purity precursors prepared by SG and SSR methods are sufficient to heat treatments at 915 and 945 °C, respectively. Furthermore, the diamagnetic onset temperature of the superconducting transition for the Tl-1223 samples prepared by precursors SG at 915 °C and SSR at 945 °C is approximately 120 K, and complete screening of applied ac magnetic fields observed at T ≈ 102 and ≈ 94 K, respectively. In addition, the value of the transport critical current density Jc for SSR was 128 A/cm2, whereas for the SG sample it was precisely 174 A/cm2. Thus, we could conclude that using wet chemistry offers some advantages over classical solid-state ceramic processing, significantly better chemical homogeneity, and higher reactivity of the precursor powder.

Анотація

Представлено золь-гель (SG) метод та твердотільні шляхи реакції (SSR) для отримання багатофазних керамічних прекурсорів BCCO, а потім надпровідної фази Tl-1223. Термообробка показала, що для отримання прекурсорів високої чистоти SG методами достатньо термообробки при 915 °C, а для методів SSR — 945 °C. Температура діамагнітного початку надпровідного переходу для зразків Tl-1223, отриманих за допомогою прекурсорів SG при 915 °C та SSR при 945 °C, становить приблизно 120 К, а повне екранування прикладених магнітних полів змінного струму спостерігається при 102 та 94 К відповідно. Крім того, значення критичної щільності транспортного струму Jc для SSR становить 128 А/см2, а для зразка SG дорівнює 174 А/см2. Таким чином, можна зробити висновок, що використання мокрої хімії дає деякі переваги у порівнянні з класичним методом твердотільної реакції, значно кращу хімічну однорідність та більш високу реакційну здатність прекурсора.

Key words: Tl-1223 phases, precursors, sol-gel route, solid-state reaction, ac susceptibility.