Thesis (Ph. D.)--Oregon State University, 2006. / Printout. Includes bibliographical references (leaves 73-81). Also available on the World Wide Web.

Thesis (M.S.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1994. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (leaves 71-73). Also available via the Internet.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-24Bitstream added on 2014-06-13T20:26:51Z : No. of bitstreams: 1 silva_mr_dr_bauru.pdf: 6440149 bytes, checksum: a0d70577f1dd8b57c80c733457b59f65 (MD5) / O composto diboreto de magnésio (MgB2) é conhecido desde a década de 50, porém, suas propriedades supercondutoras ainda eram desconhecidas. Características intrínsecas do MgB2 fazem deste material um candidato promissor para aplicações tecnológicas, embora o baixo valor da irreversibilidade de campo e a diminuição da densidade de corrente crítica com o aumento do campo magnético diminuem consideravelmente a possibilidade. Entretanto estudos recentes mostraram que a dopagem moderada de MgB2 com impurezas aumentam a densidade de corrente crítica, através da introdução de centros de aprisionamento de fluxo magnético. Dentre os vários elementos e compostos examinados como dopantes, carbono e compostos de carbono, tais como SiC, B4C e outros, mostraram ser mais efetivos no aumento da corrente crítica em amostras de grande volume, fitas e fios. As propriedades estruturais e microestruturais são de grande relevância para as propriedades físicas que o composto apresentará ao fim de cada dopagem. Uma ferramenta bastante flexível para identificar prováveis interações neste composto devido à introdução de dopantes é a espectroscopia mecânica. Esta técnica se mostra eficiente na obtenção de informações sobre a microestrutura do material, bem como sobre os mecanismos que controlama mobilidade de defeitos micro e nano-esetruturados. As medidas de espectroscopia mecânica permitem a determinação precisa da frequencia de saltos de uma espécie atômica, independentemente do modelo utilizado e, se diferentes tipos de saltos atômicos são possíveis, eles podem ser seletivamente discriminados. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da adição de dopantes à base de carbono nas propriedades anelásticas do MgB2, por meio de medidas de espectroscopia mecânica, utilizando a Análise Dinâmico Mecânica (DMA)... / The compound magnesium diboride (MgB2) is well-know since the 50's, however, its superconducting properties were still unknown. Intrinsic characteristics of MgB2 make this material a promising candidate for technological applications, although the low value of the irreversibility field and the decrease of critical current density with the increase of the magnetic field considerably reduce this possibility. However, recent studies have shown that the moderate doping of MgB2 with impurity, increase the critical current density by introducing the magnetic flux pinning centers. Among various elements and compounds examined as dopants, carbon compounds such as SiC, B4C and others, reveal to be more effective in increasing the critical current in large volume samples, riboons and wires. Structural properties and microstructures are of great relevance to the physical properties that the compound will present at the end of each doping. A sensitive tool to identify potential interactions in this compound proper to the introduction of dopants is the mechanical spectroscopy. This technique is efficient in obtaining information about the microstructure of the material, as well as on the mechanisms that control the mobility of defects micro and nanostructure. The mechanical spectroscopy measurements allows the precise frequency jumps of an atomic species, independently of the model used, and whether different types of atomic jumps are possible , they can be selectively discriminated. The present work aimed to study the effect of addition the doping carbon-based on anelastic properties of MgB2, through mechanical spectroscopy measurements, using Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The samples were prepared by using the powder in tube method, which samples were made with 5, 7.5 and 10 w% de SiC and samples with addition of B4C and carbon, having the same atomic percentage of samples... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Rafael Zadorosny / Resumo: O estudo de materiais supercondutores (SCs) em escalas nanométricas tem se destacado na área da Física de Matéria Condensada nas últimas décadas. O foco tem-se dado aos estudos das propriedades elétricas e magnéticas desses materiais, além da intensificação do desenvolvimento de técnicas para a produção e manipulação em nanoescala. Nos ditos supercondutores mesosocópicos, efeitos de confinamento influenciam na dinâmica de vórtices, ocasionando, inclusive, estados de vórtices múltiplos e de vórtices gigantes. Neste trabalho, usamos a teoria de Ginzburg-Landau para estudar supercondutores mesoscópicos com uma rede de defeitos. Foram analisados o comportamento magnético das amostras para dois tipos diferentes de defeitos, sendo eles, buracos que transpassam o material (antidots, ADs) e buracos com uma fina camada supercondutora (Blind Holes, BHs). As amostras foram expostas a campos externos variáveis e o loop de histerese das mesmas fora levantado. Os sistemas foram simulados com temperatura T=0,9Tc, e possuindo geometria quadrada de tamanho lateral L=54 ξ(0), defeitos também quadrados de lado l=2ξ(0) e espaçados por 2ξ(0). Nestas condições, efeitos de confinamento são muito fortes, inclusive devido ao tamanho dos vórtices, cujo ξ(T=0,9) é aproximadamente 3ξ(0). Com isso, há pouca diferença no comportamento global das diferentes amostras, contudo, a dinâmica de vórtices é alterada devida à natureza distinta entre ADs e BHs. Outro fato interessante é que, sendo os vórtices muito... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Rafael Zadorosny / Resumo: As propriedades diferenciadas de materiais nanoestruturados, provenientes do efeito de escala, tem chamado muita atenção nos últimos anos. Tais características, fazem desses materiais propícios para o emprego em nanoeletrônica, nanofiltração, engenharia tecidual e outros. Isso, aliado a miniaturização dos dispositivos, tem gerado uma grande demanda por materiais com características aprimoradas, desenvolvimento de novas técnicas de produção e aprimoramento das já existentes, tudo isso associado a um menor custo de produção e uma maior produtividade. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o emprego da técnica de “Solution Blow-spinning” (SBS) na produção de nano e microfios supercondutores dos sistemas cerâmicos (TR)BCO e BSCCO. Esta recente técnica tem se destacado por apresentar maior taxa de produção, baixo custo e fácil implementação quando comparado com técnicas já consolidadas. Primeiramente foram produzidas fibras de PVP puro onde foi possível extrair informações referentes às variáveis de produção tais como: taxa de injeção, pressão do ar, distância de trabalho e escolha do diâmetro da agulha interna. Em seguida, a produção dos nano/microfios de YBa2Cu3O7- δ (YBCO) obtidos por SBS revelaram detalhes referente à produtividade, reprodutibilidade e das características morfológicas dos fios cerâmicos obtidos com o emprego da referida técnica. Posteriormente, as melhores condições de síntese observadas na produção do YBCO foram utilizadas na obtenção dos nano/microfios... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The single properties presented by nanostructured materials is due to a scale effect and have been attracted much attention in recent years. Such characteristics make these materials suitable for applications in nanoelectronics, nanofiltration, tissue engineering and so on. These issues coupled with the miniaturization of the devices, have generated a great demand for materials with improved characteristics, development of new production techniques and improvement of the existing ones. All such things are associated with lower production costs and higher productivity. In this work is presented a study focused on the use of the "Solution Blow-spinning" technique (SBS) in the production of superconducting nano and microwires of the ceramic systems (TR)BCO and BSCCO. This new technique has payed attention due to its higher production rate, low cost and easy implementation when compared to other consolidated techniques. First, pure PVP fibers were produced to obtain information related to the production variables such as: injection rate, air pressure, working distance and choice of the internal needle diameter. Then, the production of nano/microwires of YBa2Cu3O7- δ (YBCO), obtained by SBS, revealed details regarding the productivity, reproducibility and morphological characteristics of the ceramic wires. Consequently, the best synthesis conditions were used to obtain the GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO) and Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO) superconducting nanowires. Finally, SEM analysis confirmed ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Sm-Ba-Cu-O (SmBCO), which is a member of rare-earth barium cuprate [(RE)BCO] high-temperature superconductors, has significant potential for practical applications due to its higher critical transition temperature (Tc), higher critical current density (Jc), the so-called ‘peak effect’ characteristic at relatively high applied magnetic field and higher irreversibility field than that of the more established YBCO. The aim of this study is to investigate and overcome the obstacles in fabricating SmBCO bulk superconductors in air, to further improve their superconducting properties and, finally, to scale-up the fabrication of SmBCO single grains, therefore realising the engineering applications of this technologically important material. A modified seeding technique using an MgO-NdBCO generic seed accompanied by a buffer layer has been developed to process the SmBCO system to increase the success rate of growing single domain, bulk SmBCO superconductors in air via a top-seeded melt growth process using a conventional chamber furnace. Subsequently, the effects of doping in SmBCO bulk superconductors on the performance of SmBCO superconductors containing different dopants are discussed based on an analysis of their superconducting properties, including Tc and Jc, and on the microstructures of the samples. Furthermore, the scale-up of SmBCO bulk superconductors has been achieved by the addition of silver to the precursor powders and the introduction of a Y-123 layer beneath the SmBCO bulk pre-forms. Finally, trapped field measurements on successfully grown SmBCO bulk superconductors up to 41 mm in diameter have been performed and used to demonstrate significantly improved field trapping ability due to the optimization of the processing and composition of the SmBCO system. An Ag-SmBCO single grain of diameter 31 mm has achieved 1.033 T at 77 K, which is the highest value of trapped field reported worldwide for SmBCO samples of a similar size grown in air.

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Manoel Ribeiro da Silva / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Resumo: O presente trabalho visou testar a adição de uma pequena proporção (1% em peso) de dois compostos de cálcio, o silicato de cálcio e o zirconato de cálcio, na preparação de fios de Bi:2212 revestidos com prata, os quais foram testados com sucesso anteriormente em processamento de pastilhas e foram observadas grandes alterações na microestrutura em função do composto de cálcio utilizado. Três tratamentos térmicos com temperaturas máximas próximas, mas ligeiramente diferentes, foram aplicados aos fios em atmosfera de O2/Ar usando o método de fusão parcial. Análises de difração de raio-X realizadas nos pós removidos do núcleo cerâmico dos fios mostraram a predominância da fase Bi:2212, apesar de apresentarem um caráter multifásico. Análise térmica diferencial e termogravimétrica foram feitas nos pós cerâmicos utilizados na preparação dos fios. Observação das seções transversais e longitudinais dos fios realizadas em microscópio eletrônico de varredura indicam a presença de feixes de microplacas da fase supercondutora acompanhadas de maior ou menor segregação de fase rica em cobre. Os tratamentos com temperaturas máximas mais elevadas se mostram mais eficazes para a melhoria das propriedades supercondutoras que foram avaliadas utilizando-se medidas de transporte e medidas magnéticas. As temperaturas críticas foram superiores a 100k. As densidades de corrente crítica obtidas por medidas de transporte variaram de 3,4A/cm2 (fio de referência tratado até 880ºC) a 38,8A/cm2 (fio com adição de CaSiO3 tratado até 883ºC), este valor mais elevado está relacionado a microestrutura com maior proporção de microplacas e menor proporção de fase segregada. A densidade de corrente crítica determinada por magnetização produziram valores muito mais altos por serem baseados em um modelo, o Modelo de Bean. O mesmo fio observado como melhor nas medidas elétricas também apresentou valores superiores quando... / Abstract: The present work was designed to test the addition of a little proportion (1 wt,%) of two calcium compounds, calcium silicate and calcium e o zirconate, in the preparation of Bi:2212 silver sheathed wires, which were successfully tested in processing of melt-textured pellets and were observed in the microstructure in function of the use calcium compound. Three heat treatments with nearby values to the maximum temperatures, but slightly different were applied to the wires in O2/Ar atmosphere using the partial-melting method. Analysis of X-ray diffraction performed in the removed powder from the ceramic core of treated wires showed the predominance of the Bi:2212 phase, despite of the presence of a multiphasic character for the samples. Thermogravimetry and differental thermal analysis were performed in the ceramic powders used to prepare the wires. Observations of longitudinal and cross sections of the wires performed in a scanning electron microplate presence of the superconductiong phase accompanied by more or less segregation of phase rich in copper. The treatments with higher maximum temperatures are more effective to improving the superconducting properties that were evaluated that were evaluated using tranport and megnetic measurements. The critical temperatures were higher that 100K. The critical current densities obtained by transport measurments ranged from 3.44/cm2 (reference wire treated up 880ºC) to 38.8A/cm2 (wire with addition of CaSiO3) treated up 883ºC), this higher value is related to microstructure with addition of CaSiO3 treated up 883ºC), this higher value is related to microstructure with a higher proportion of microplates and smaller proportion of segregated phase. The critical current density determined by magnetization produced much higher values because they are based on a critical model, the Bean Model. The same wire observed like the better in electrical measurements also also showed higher values when... / Mestre

Orientador: Pablo Antonio Venegas Urenda / Banca: Maycon Motta / Banca: Felipe Fernandes Fanchini / Resumo: O estudo do comportamento de vórtices em supercondutores de tipo II com centros de aprisionamento (CAs) vem atraindo muita atenção nas últimas décadas devido a possibilidade de aumento da corrente crítica, assim como pela variedade de comportamentos que o sistema pode apresentar. Muito foi feito nos últimos anos na tentativa de compreender os mecanismos de aprisionamento, incluindo estudos de filmes infinitos sob influência de arranjos periódicos e quase-periódicos focando nos efeitos de comensurabilidade, correntes críticas e fases dinâmicas. No entanto, quando se trata de fitas supercondutoras muito trabalho ainda é necessário, especialmente para verificar como os CAs influenciam o sistema. Neste trabalho, foi simulado computacionalmente, utilizando técnicas de Dinâmica Molecular, o comportamento dinâmico de vórtices no interior de uma fita supercondutora do tipo II sob a influência de CAs com distribuição aleatória, hexagonal e dois tipos de arranjos conformes. A simulação foi feita considerando fitas imersas no plano xy, finita em x e infinita em y, com um campo magnético aplicado perpendicularmente ao plano das fitas e temperatura nula. Como resultado, encontramos que a fita com aprisionamento aleatório apresentou, na média, um decaimento suave da força de depinning (força necessária para libertar os vórtices dos CAs) em função do campo aplicado. Além disso, foi observada a presença de vórtices intersticiais fracamente ancorados, resultando em baixos valores de força de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The behavior of vortices in type II superconductors in the presence of artificial pinning centers has attracted much attention in the last two decades, due to the possibility of enhancing the critical currents, as well as the variety of behaviors that the system can exhibit. Much has been done in recent years to understand the pinning mechanisms, including studies of infinite films under the influence of periodic and quasi-periodic arrays focusing on the commensurability effects, critical currents and vortex dynamic phases. However, when it comes to superconducting strips a lot of work is still required, especially when the system is under the influence of pinning centers. In this work, we study the dynamic behavior of vortices inside a type II superconducting strip in the presence of pinning centers with random distribution, hexagonal and two types of conformal arrays. The simulation was performed considering strips using Molecular Dynamics technique, each with different arrays of defects, immersed in the xy plane, with finite dimension in x and infinite in y, under a magnetic field applied perpendicular to the plane of the strips and zero temperature. As a result, it was found that the strip with random pinning distribution showed a gentle decay of the depinning forces as a function of the applied field. In addition, the presence of weakly pinned interstitial vortices was observed, resulting in low values of depinning force. The hexagonal array showed significant commensura... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-20Bitstream added on 2014-06-13T20:53:35Z : No. of bitstreams: 1 freitas_gq_me_ilha.pdf: 2310003 bytes, checksum: 80ee8619df930ca4427cc739c5aa8584 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Desde a descoberta dos supercondutores de alta temperatura crítica em 1986, suas propriedades tem sido extensivamente estudadas. Neste trabalho relatamos construção de junções Josephson do tipo ponte, construídas manualmente em um filme de BSCCO. Para a obtenção das junções Josephson foi depositado um pó de boa qualidade com composição nominal Bi1.8Pb0.4Sr2CaCu2O8 em substrato cristalino de aluminato de lantânio (LaAlO3), depois tratados termicamente usando um forno de microondas convencional da marca Panasonic (2.45 GHz, 800 W), para ocorrer a coalescência do pó sobre o substratos. As caracterizações estruturais foram realizadas por meio da técnica de difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), que revelou a predominância da fase 2212 e formações de placas supercondutoras, respectivamente. A caracterização elétrica foi realizada utilizando o método de quatro pontas DC, a fim de determinar a temperatura de transição crítica e também a curva característica de corrente-tensão (I-V). As temperaturas crítica de transição dos filmes foram de aproximadamente 81K. Também foi observado um salto da corrente elétrica na curva característica I-V com voltagem nula, estes resultados são característicos da ocorrência o tunelamento Josephson. Portanto, os filmes tratados termicamente por um forno de microondas doméstico demonstrou qualidade suficiente para se obter uma junção Josephson / Since the discovery of high critical temperature superconductors in 1986, their properties have been extensively studied. In this work we report the construction of Josephson junctions, constructed manually in a superconductor thin film of BSCCO. The film was obtained of a commercial powder with a nominal composition Bi1.8Pb0.4Sr2 CaCu2O8 was deposited on a lanthanum aluminate crystalline substrate (LaAlO3), and thermally treated by a domestic microwave oven Panasonic (2.45 GHz, 800 W), to occur coalescence of the powder on the substrate. The structural characterization was performed using X-ray diffraction technique (XRD) and scanning electronic microscope (SEM) which revealed the predominance of 2212 phase and plaque-forming superconducting. Electrical characterization was performed using DC four probes technique to establish the critical, temperature (Tc) and also the current-voltage characteristics curve. An onset superconducting transition temperature was measured about at 81K. We also observed in the current-voltage characteristics curve a step of electric current at zero-voltage. These results imply that the tunneling Josephson occurred. Therefore, thin film thermally treated by a domestic microwave has shown sufficient quality to obtain Josephson junctions

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-31Bitstream added on 2014-12-02T11:21:00Z : No. of bitstreams: 1 000794660.pdf: 5758046 bytes, checksum: 278b3a03155c8f60757a58b459ab830d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho visou testar a adição de uma pequena proporção (1% em peso) de dois compostos de cálcio, o silicato de cálcio e o zirconato de cálcio, na preparação de fios de Bi:2212 revestidos com prata, os quais foram testados com sucesso anteriormente em processamento de pastilhas e foram observadas grandes alterações na microestrutura em função do composto de cálcio utilizado. Três tratamentos térmicos com temperaturas máximas próximas, mas ligeiramente diferentes, foram aplicados aos fios em atmosfera de O2/Ar usando o método de fusão parcial. Análises de difração de raio-X realizadas nos pós removidos do núcleo cerâmico dos fios mostraram a predominância da fase Bi:2212, apesar de apresentarem um caráter multifásico. Análise térmica diferencial e termogravimétrica foram feitas nos pós cerâmicos utilizados na preparação dos fios. Observação das seções transversais e longitudinais dos fios realizadas em microscópio eletrônico de varredura indicam a presença de feixes de microplacas da fase supercondutora acompanhadas de maior ou menor segregação de fase rica em cobre. Os tratamentos com temperaturas máximas mais elevadas se mostram mais eficazes para a melhoria das propriedades supercondutoras que foram avaliadas utilizando-se medidas de transporte e medidas magnéticas. As temperaturas críticas foram superiores a 100k. As densidades de corrente crítica obtidas por medidas de transporte variaram de 3,4A/cm2 (fio de referência tratado até 880ºC) a 38,8A/cm2 (fio com adição de CaSiO3 tratado até 883ºC), este valor mais elevado está relacionado a microestrutura com maior proporção de microplacas e menor proporção de fase segregada. A densidade de corrente crítica determinada por magnetização produziram valores muito mais altos por serem baseados em um modelo, o Modelo de Bean. O mesmo fio observado como melhor nas medidas elétricas também apresentou valores superiores quando... / The present work was designed to test the addition of a little proportion (1 wt,%) of two calcium compounds, calcium silicate and calcium e o zirconate, in the preparation of Bi:2212 silver sheathed wires, which were successfully tested in processing of melt-textured pellets and were observed in the microstructure in function of the use calcium compound. Three heat treatments with nearby values to the maximum temperatures, but slightly different were applied to the wires in O2/Ar atmosphere using the partial-melting method. Analysis of X-ray diffraction performed in the removed powder from the ceramic core of treated wires showed the predominance of the Bi:2212 phase, despite of the presence of a multiphasic character for the samples. Thermogravimetry and differental thermal analysis were performed in the ceramic powders used to prepare the wires. Observations of longitudinal and cross sections of the wires performed in a scanning electron microplate presence of the superconductiong phase accompanied by more or less segregation of phase rich in copper. The treatments with higher maximum temperatures are more effective to improving the superconducting properties that were evaluated that were evaluated using tranport and megnetic measurements. The critical temperatures were higher that 100K. The critical current densities obtained by transport measurments ranged from 3.44/cm2 (reference wire treated up 880ºC) to 38.8A/cm2 (wire with addition of CaSiO3) treated up 883ºC), this higher value is related to microstructure with addition of CaSiO3 treated up 883ºC), this higher value is related to microstructure with a higher proportion of microplates and smaller proportion of segregated phase. The critical current density determined by magnetization produced much higher values because they are based on a critical model, the Bean Model. The same wire observed like the better in electrical measurements also also showed higher values when...