قسم الفيزياء يناقش رسالة ماجستير تدرس الخواص الهيكلية والكهربائية لعناصر الاستبدال في مركب Hg-base في موصل عالي الحرارة

ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة ( الخواص الهيكلية والكهربائية لعناصر الاستبدال في مركب Hg-base في موصل عالي الحرارة) للطالبة ( ريام عبد الزهرة فاضل ) التي انزتها تحت اشراف التدريسي في القسم ( أ.د. كريم علي جاسم ) ونوقشت من قبل أعضاء لجنة المناقشة المدرج أسمائهم في ما يأتي :

• أ.د رعد محمد صالح الحداد (رئيسا)

• أ.م.د حيدر محمد جواد (عضوا)

• أ.م.د حنان كاظم حسون (عضوا)

• د كريم علي جاسم (عضوا و مشرفا)

انطلاقاً من المركبات الفائقة التوصيل ذات درجات الحرارة العالية اخترنا نظام HBCCO في هذا البحث نظراً لتطبيقاته الواسعة واستخداماته في المجالات الصناعية والتكنولوجية, ونتيجة للحقيقة العلمية القائمة على امكانية التحكم وتحسين خصائص انظمة التوصيل الفائق عن طريق اضافة او استبدال العناصر التي تختلف في نصف قطرها الأيوني وكذلك في خصائص تقاربها, لذلك اخترنا بعض العناصر (R) مثل الفضة (Ag), الكروم (Cr)  والرصاص الأسود والأحمر(Pb) ليتم استبدالهم جزئياً بدلاً من الزئبق للمركب

 Hg_1-xR_xBa₂Ca₂Cu₃O_8+δ  في النظام الفائق التوصيل مع نسبة X  = (0.05, 0.1, 0.15, 0.2 and 0.25)  على أمل تحسين الخواص الهيكلية للنظام HBCCO والحصول على أعلى درجة حرارة انتقالية حرجة تقترب من درجة حرارة الغرفة ولذلك نوضح العمليات التالية لنتوصل الى هذا الهدف..

• تحديد درجة الحرارة الحرجة, التبلور، الحجم البلوري، ومعاملات الشبيكة لدراسة الخواص التركيبية عن طريق ظاهرة الموصلية الفائقة المستخدمة وانحراف الأشعة السينية ( XRD ) مع نماذج الرسم باستخدام البرامج الثلاثة Origin 2019b و Match و VESTA.

• دراسة تأثير المواد المختلفة على الخواص التركيبية للمركبات المحضرة لتحديد نوع التركيب وكذلك تحديد ثوابت الشبيكة  a,b,c  والحجم البلوري (D)، فسحة السطوح (d) وكذلك معاملات ميلر (hkl).

• دراسة تأثير المواد المختلفة على حجم الشبيكة والمطاوعة للمركبات المحضرة بهذه الطرق الاربع (Scherrer, Williamson-Hall, Size-Strain Plot and Halder-Wagner Plot) بالإضافة إلى حساب التبلور باستخدام برنامج Origin

2019b

• دراسة تأثير المواد المختلفة على الخواص الكهربائية من خلال المقاومة الكهربائية مع درجة الحرارة تحت ظروف التبريد بالنيتروجين السائل وتحديد درجة Tc الابتدائية والنهائية عندما تقترب المقاومة من الصفر وكذلك تحديد فجوة الطاقة وحسابه لكل مركب.

في هذه الرسالة ، تمت دراسة تأثير الاستبدال الجزئي على المركب النقي لقاعدة الزئبق باستخدام تقنية الحالة الصلبة ، على سلوك المواد فائقة التوصيل لمجموعة معينة من مركبات السيراميك ، وهي:

Hg_1-XCr_XBa₂Ca₂Cu₃O_8+δ, Hg_1-XAg_XBa₂Ca₂Cu₃O_8+δ, Hg_1-XPb_XBa₂Ca₂Cu₃O_8+δ

بالإضافة إلى دراسة الخواص التركيبية والكهربائية وما تؤثر عليها هذه البدائل ، من خلال تحليل حيود الأشعة السينية وتحليل بياناتها باستخدام برنامج   , Match ظهر أن مركبات النظام فائقة التوصيل للمركبات السابقة كانت ذات بنية متعددة البلورات. كما أظهرت النتائج في برنامج Origin 2019b معاملات الشبيكة ورسم نمط يوضح قمم حيود الأشعة السينية عن طريق وضع البيانات لفحص XRD في البرنامج, حيث تم حساب تحليل حيود الأشعة السينية ورسمه بأربع طرق وهي طريقة شرر, طريقة ويليامسون-هول, طريقة حجم الإنفعال وكذلك طريقة هالدنر-واجنر.

كما تم فحص درجة الحرارة الحرجة بالاختلاف في الاستبدال الجزئي للمركب المستخدم في تفاعل الحالة الصلبة، وأن جميع العينات لها سلوك معدني عند درجة حرارة النيتروجين السائل المستخدمة في عملية التبريد التي تحدث عند درجة حرارة أقل من 77 كلفن وتم رسم الهيكل البلوري لنظام الزئبق للمركبات حيث تم تنفيذ هذه العملية باستخدام برنامج VESTA Win64 بناءً على البيانات الورقية الصادرة عن Match! 3 (من خلال رقم الورقة وتنزيل صيغة ملف خاصة به).

وفي ختام بحثها خلصت الطالبة الى التوصيات الاتية :

استخدام طرق أخرى في تحضير هذه المركبات، مثل Sol-gel، وكذلك طرق ترسيب البخار الكيميائي (CVD).

• دراسة كثافة حالة التكافؤ ونطاق التوصيل على مستوى فيرمي.

• دراسة الخواص الميكانيكية للمركبات المحضرة.

• دراسة تأثير الإشعاع على هذه المركبات

  ---

  Sensitize the electrical properties of partial substitution on Mercury-Base superconductor manufactured by the solid reaction method

  By Riam Abdulzahra Fadhil

  Supervised by prof.Dr.Kareem Ali Jasim

  Abstract: This article is focused on studies of partially substituted mercury by red lead for Hg1-xPbxBa2Ca2Cu3O8+δ     compound with X= (0.05, 0.1, 0.15, 0.2 and 0.25) was prepared by the solid state reaction method.The electrical properties were studied using the four points probe technique to determine the critical temperatures of the samples and to know the effect of partial substitution of mercury with red lead on them.It was found that both the critical temperatures and the energy gap were slightly affected by partial substitution. Where the values of the critical temperatures were obtained (critical temperature, Tc(offset) = 117.1, 121.9, 121.1, 120.1, 117.6 and 113.4 K  with X= (0.05, 0.1, 0.15, 0.2 and 0.25), respectively. And the maximum value of critical temperature Tc(offset) is 121.9 K for the compound Hg0.95Pb0.05Ba2Ca2Cu3O8+δ.Energy gap increase to 3.71 when the Red Lead concentration increasing from 0 to 0.15, after this state noted rapid down until 0.25 concentration