Influence of As2O3 vapor pressure on phase formation and superconducting properties of Tl-2212 HTS

Автор(и)

  • I. R. Metskhvarishvili Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
    Georgian Technical University, Faculty of Informatics and Control Systems Department of Microprocessor and Measurement Systems, Tbilisi 0175, Georgia
  • Melita Menelaou Department of Mechanical Engineering and Materials Science and Engineering, Cyprus University of Technology Limassol 3036, Cyprus
  • D. L. Surmanidze Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
    Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, Faculty of Exact and Natural Sciences, Department of Chemistry Tbilisi 0179, Georgia
  • T. E. Lobzhanidze Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, Faculty of Exact and Natural Sciences, Department of Chemistry Tbilisi 0179, Georgia
  • A. D. Tchankvetadze Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
    Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, Faculty of Exact and Natural Sciences, Department of Chemistry Tbilisi 0179, Georgia
  • B. G. Bendeliani Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
  • G. N. Dgebuadze Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
  • V. M. Gabunia Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
    Petre Melikishvili Institute of Physical and Organic Chemistry of the Iv. Javakhishvili Tbilisi State University Tbilisi 0186, Georgia
  • M. R. Metskhvarishvili “Talga” Institute of Georgian Technical University, Tbilisi 0186, Georgia
  • D. A. Jishiashvili Ilia Vekua Sukhumi Institute of Physics and Technology, Laboratory of Cryogenic Technique and Technologies Tbilisi 0186, Georgia
    V. Chavchanidze Institute of Cybernetics of the Georgian Technical University, Tbilisi 0186, Georgia

DOI (Low Temperature Physics):


https://doi.org/10.1063/10.0042171

Ключові слова:

Tl-2212, As2O3, X-ray diffraction, high harmonic, critical temperature

Анотація

Високотемпературний надпровідник Tl2–xAsxBa2CaCu2O8+δ (Tl-2212), легований As, був синтезований двостадійним методом. На першому етапі багатофазний прекурсор Ba2CaCu2Oy був отриманий методом in situ полімеризації, а на другому етапі Tl та As були одночасно введені як легуючі домішки (x = 0,5–2,0 мас.%). Останній етап синтезу проводився в закритій кварцовій трубці під тиском кисню 2 атм. Незаміщений зразок показав температуру початку надпровідного переходу Tc (початок) ≈ 107 K. Зразок, легований 1,5 мас.% As, показав найвищу Tc (початок) ≈ 114,5 K. Однак подальше заміщення на 2,0 мас.% As призвело до зниження температури переходу. Примітно, що зразок з 0,5 мас.% As продемонстрував значне підвищення міжзернової критичної густини струму, перевищуючи показники зразка без As. Загалом, результати показали, що помірне легування триоксидом миш’яку (As2O3, x = 0,5– 1,5 мас.%) підвищує критичну температуру початку надпровідного переходу, тоді як вищі рівні легування (1,0–2,0 мас.%) негативно впливають на міжзернову критичну густину струму.

Посилання

1. J. R. Cooper, J. C. Baglo, C. Putzke, and A. Carrington, Supercond. Sci. Technol. 37, 015017 (2024).https://doi.org/10.1088/1361-6668/ad1463

2. J. Nur-Akasyah, M. G. Ranjbar, and R. Abd-Shukor, Ceram. Int. 47, 31920 (2021).https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.08.078

3. Y. Jiang, H. Yue, J. Wei, M. Chen, X. Han, Y. Jin, P. Tang, G. Huang, and Q. Xie, IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 772, 012078 (2021).https://doi.org/10.1088/1755-1315/772/1/012078

4. I. R. Metskhvarishvili, J. Low Temp. Phys. 155, 153 (2009).https://doi.org/10.1007/s10909-009-9874-2

5. M. G. Ranjbar and R. Abd-Shukor, Ceram. Int. 40, 13869 (2014).https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.05.105

6. A. I. Abou-Aly, R. Awad, M. Kamal, and M. Anas, J. Low Temp. Phys. 163, 184 (2011).https://doi.org/10.1007/s10909-010-0339-4

7. R. Awad, A. I. Abou-Aly, I. H. Ibrahim, M. El-Korek, S. Isber, and A. Faraj, J. Alloy. Compd. 460, 500 (2008).https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.05.100

8. M. Giebułtowski, W. M. Woch, R. Zalecki, M. Kowalik, J. Niewolski, and Ł. Gondek, Acta Phys. Pol. A 135, 24 (2019).https://doi.org/10.12693/APhysPolA.135.24

9. I. R. Metskhvarishvili, T. E. Lobzhanidze, G. N. Dgebuadze, B. G. Bendeliani, M. R. Metskhvarishvili, M. Sh. Rusia, G. R. Giorganashvili, and V. M. Gabunia, Fiz. Nyzk. Temp. 48, 5 (2022) [Low Temp. Phys. 48, 3 (2022)].https://doi.org/10.1063/10.0008955

10. D. G. Crété, S. Menouni, J. Trastoy, S. Mesoraca, J. Kermorvant, Y. Lemaître, B. Marcilhac, and Ch. Ulysse, Electronics 12, 3239 (2023).https://doi.org/10.3390/electronics12153239

11. M. V. Jacob, A. Sundaresan, J. Mazierska, and Y. Tanaka, IEEE Transact. Appl. Supercond. 15, 3596 (2005).https://doi.org/10.1109/TASC.2005.849368

12. X. Liang, L. Ji, T. Li, J. Chen, H. Zhao, Q. Yang, M. He, M. Feng, X. Ming, H.-H. Wen, and C. Zeng, J. Alloys Compd. 983, 173825 (2024).https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.173825

13. A. Sundaresan, H. Asada, A. Crisan, J. C. Nie, H. Kito, A. Iyo, Y. Tanaka, M. Kusunoki, and S. Ohshima, IEEE Transact. Appl. Supercond. 13, 2913 (2003).https://doi.org/10.1109/TASC.2003.812045

14. R. S. Kalubarme, M. B. Kadam, and S. H. Pawar, J. Alloys Compd. 479, 732 (2009).https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.01.078

15. X. Liang, Z. Niu, T. Li, J. Chen, H. Zhao, Q. Yang, M. He, M. Feng, Ch. Zeng, and Lu Ji, Ceram. Int. 49, 15665 (2023).https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.01.158

16. X. Liu, P. Wang, W. Xie, L. J. Ma, X. J. Zhao, M. He, L. Ji, and X. Zhang, Phys. C: Supercond. Appl. 519, 1 (2015).https://doi.org/10.1016/j.physc.2015.07.011

17. S.-H. Zhao, W.-H. Tian, X.-L. Liang, Z. He, P. Wang, L. Ji, M. He, and H.-B. Wang, Chin. Phys. B 30, 060308 (2021).
https://doi.org/10.1088/1674-1056/abec35

18. R. Guo, S. Y. Duan, Z. He, X. L. Liang, Z. H. Niu, M. He, Y. S. Jiang, J. B. Wu, L. Ji, B. B. Jin, J. Chen, H. B. Wang, and P. H. Wu, Adv. Funct. Mater. 31, 2106891 (2021).https://doi.org/10.1002/adfm.202106891

19. J. Nur-Akasyah, A. B. P. Ilhamsyah, and R. Abd-Shukor, Ceram. Int. 46, 18413 (2020).https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.04.210

20. R. Metskhvarishvili, M. Menelaou, T. E. Lobzhanidze, G. N. Dgebuadze, D. L. Surmanidze, B. G. Bendeliani, V. M. Gabunia, M. R. Metskhvarishvili, and D. A. Jishiashvili, Fiz. Nyzk. Temp. 51, 59 370 (2025) [Low Temp. Phys. 51, 55 (2025)]. https://doi.org/10.1063/10.0034645

21. R. F. Khattar, K. Habanjar, R. Awad, and M. Anas, Appl. Phys. A 130, 129 (2024).https://doi.org/10.1007/s00339-023-07266-w

22. S. Humaidi, E. Marlianto, S. Marhaposan, and R. Abd-Shukor, Solid State Phenom. 290, 239 (2019). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.290.239

23. K. Muhammad-Aizat and R. Abd-Shukor, Sains Malays. 47, 1579 (2018).https://doi.org/10.17576/jsm-2018-4707-28

24. B. S. Yadav, G. D. Verma, D. M. Phase, N. P. Lalila, and B. Das, Int. J. Mod. Phys. B 25, 3583 (2011).https://doi.org/10.1142/S0217979211101284

25. I. M. O. Dabaa and R. Abd-Shukor, Solid State Phenom. 268, 320 (2017).https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.268.320

26. A. I. Akimov, V. Ksenofontov, S. A. Lebedev, and T. M. Tkachenka, Phys. C: Supercond. 443, 29 (2006).https://doi.org/10.1016/j.physc.2006.04.091

27. S. Humaidi, A. N. Jannah, A. Alias, and R. Abd-Shukor, Int. J. Electrochem. Sci. 18, 33 (2023).https://doi.org/10.1016/j.ijoes.2023.01.004

28. P. Tsuppayakorn-aek, W. Luo, R. Ahuja, and T. Bovornratanaraks, Sci. Rep. 8, 3026 (2018).https://doi.org/10.1038/s41598-018-20088-8

29. E. Toumi, M. Siala, E. Khdhiri, N. Elleuch, S. Shova, and M. Boujelbene, J. Mol. Struct. 1346, 143104 (2025).https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2025.143104

30. R. Wu, R. Gu, T. Gotoh, Z. Zhao, Y. Sun, Sh. Jia, X. Miao, S. R. Elliott, M. Zhu, M. Xu, and Z. Song, Nat. Commun. 14, 6095 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41643-6

31. M. M. Sharma and V. P. S Awana, J. Phys.: Condens. Matter 34, 255702 (2022).https://doi.org/10.1088/1361-648X/ac6474

32. T. Uchiumi, I. Shirotani, Ch. Sekine, S. Todob, T. Yagib, Ya. Nakazawa, and K. Kanod, J. Phys. Chem. Solids 60, 689 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0022-3697(98)00292-3

33. D. L. Surmanidze, T. E. Lobzhanidze, I. R. Metskhvarishvili, G. N. Dgebuadze, V. M. Gabunia, B. G. Bendeliani, M. R. Metskhvarishvili, and D. A. Jishiashvili, Fiz. Nyzk. Temp. 50, 37 (2024) [Low Temp. Phys. 50, 34 (2024)].https://doi.org/10.1063/10.0023889

34. G. Strukov, G. Strukova, M. Leonard, and M. M. Kuklja, Cryst. Growth Des. 24, 5865 (2024).https://doi.org/10.1021/acs.cgd.3c01539

35. C. P. Bean, Mod. Phys. 36, 31 (1964).https://doi.org/10.1103/RevModPhys.36.31

36. R. Metskhvarishvili, B. G. Bendeliani, G. N. Dgebuadze, G. R. Giorganashvili, M. R. Metskhvarishvili, and T. E. Lobzhanidze, Fiz. Nyzk. Temp. 48, 19 (2022) [Low Temp. Phys. 48, 16 (2022)]. https://doi.org/10.1063/10.0008958

37. R. Awad, J. Alloys Compd. 474, 517 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.06.153

Downloads

Опубліковано

2026-01-04

Як цитувати

(1)
I. R. Metskhvarishvili, Melita Menelaou, D. L. Surmanidze, T. E. Lobzhanidze, A. D. Tchankvetadze, B. G. Bendeliani, G. N. Dgebuadze, V. M. Gabunia, M. R. Metskhvarishvili, and D. A. Jishiashvili, Influence of As2O3 vapor pressure on phase formation and superconducting properties of Tl-2212 HTS, Low Temp. Phys. 52, 85–89, (2026) [Fiz. Nyzk. Temp. 52, 93–98, (2026)] DOI: https://doi.org/10.1063/10.0042171.

Номер

Том 52 № 1 (2026)

Розділ

Статті

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.