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Previous issue date: 2009-04-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Praseodymium is known to have a singular behavior in the family of cuprate superconductors of high critical temperature of the type RE-123. When these cuprates are doped with Praseodymium apparently critical temperature decreases, with a metalinsulator transition. The origin of this behavior is of fundamental interest, and it may provide an explanation for the mechanism of superconductivity at high temperatures, since any reasonable theory for this mechanism must explain the behavior of the system Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ, also called YPr-123. Through the experience gained by the research group to which we belong, and where this research project was developed, we continue the work begun by the PhD students Cecilia Stari and Alexandre Lanfredi. These two students have developed studies of polycrystalline YPr-123 family, and single crystals of YBa2Cu3O7-δ (Y-123) obtained by the method of Sol-Gel grown in crucibles of SnO2, respectively. None of them worked with the collection and characterization of single-crystalline samples of the system YPr-123, with special emphasis on Pr-rich samples, and that pure one, or PrBa2Cu3O7-δ (Pr-123). Studying to obtain and characterize samples of single-crystalline superconducting Pr-123 is the main goal of our Project Master. Besides obtaining samples of single-crystalline YPr-123 samples, in this master's work was studied the influence of cation doping in single crystals of composition Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ (YPr123) for 0 ≤ x ≤ 1. Doping were performed with the elements Ga, Zn, Fe and Ni to study the behavior of superconductivity in these types of crystals. To obtain samples with a high degree of purity necessary for the study of their basic properties, were made our own SnO2 crucibles with high resistance to corrosion caused by self-flow used in the growth of crystals. Were also used Al2O3 and ZrO2CeO crucibles. The chemical composition and structural quality of these samples were analyzed by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) associated with the techniques of micro-analysis by energy dispersive X-ray (EDX). Also, we have used measures of the magnetic susceptibility for the characterization of superconducting properties of all samples. The results indicated that the whole YPr-123 family shows superconductivity, which is still very controversial in the literature. Specifically about the compound PrBa2Cu3O7-δ we verified that the sample is a superconductor, with critical temperature around 98K. This important result allows us to conclude that the relevant factor to observe the presence of superconductivity in this family is the Argon atmosphere during the growth of single crystal, as has been pointed out by previous publications of our research group. The results found here characterize this work as unique in the study of single crystal samples of the family YPr-123. / O Praseodímio é conhecido por ter um comportamento singular na família dos cupratos supercondutores de alta temperatura crítica do tipo RE-123. Quando esses cupratos são dopados com Praseodímio a temperatura crítica aparentemente diminui, ocorrendo uma transição metal-isolante. A origem deste comportamento, sendo de interesse fundamental, pode fornecer uma explicação para o mecanismo da supercondutividade em altas temperaturas, uma vez que qualquer teoria razoável para este mecanismo deve explicar o comportamento do sistema Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ, também denominado YPr-123. Através da experiência adquirida pelo grupo de pesquisa do qual fazemos parte, e onde este projeto de pesquisa foi desenvolvido, continuamos os trabalhos iniciados pelos alunos de doutorado Cecilia Stari e Alexandre Lanfredi. Esses dois alunos desenvolveram estudos em policristais da família YPr-123, e em monocristais de YBa2Cu3O7- δ (Y-123) obtidos pelo método de Sol-Gel crescidos em cadinhos de SnO2, respectivamente. Nenhum deles trabalhou com a obtenção e caracterização de amostras monocristalinas do sistema YPr-123, com especial ênfase nas amostras ricas em Pr, e naquela pura, ou seja, PrBa2Cu3O7-δ (Pr-123). Estudar a obtenção e caracterizar amostras monocristalinas de Pr-123 supercondutor é o objetivo principal do nosso Projeto de Mestrado. Além da obtenção de amostras monocristalinas do sistema YPr-123, neste trabalho de mestrado foi estudada a influência da dopagem catiônica nos monocristais de composição Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ para 0 ≤ x ≤ 1 acima mencionados. Foram realizadas dopagens com os elementos Ga, Zn, Fe e Ni para se estudar o comportamento da supercondutividade nesses tipos de cristais. Para a obtenção das amostras com o alto grau de pureza necessário para o estudo de suas propriedades fundamentais, foram confeccionados cadinhos de SnO2 com alta resistência à corrosão causada pelo auto-fluxo utilizados no crescimento dos cristais. Também foram utilizados cadinhos de Al2O3 e ZrO2CeO. A composição química e qualidade estrutural dessas amostras foram analisadas através de difração de raios-x (DRX) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) associada às técnicas de micro análise por energia dispersiva por raios-x (EDX). Também foram realizadas medidas de suscetibilidade magnética, para a caracterização das propriedades supercondutoras. Os resultados obtidos indicaram que toda a família YPr-123 apresenta supercondutividade, o que ainda é muito controverso na literatura. Especificamente para o composto PrBa2Cu3O7-δ além de termos verificado que a amostra é supercondutora, a sua temperatura crítica foi encontrada acima de 98K. Este importante resultado nos permite concluir que o fator relevante a presença de supercondutividade nesta família é a presença da atmosfera de Argônio durante o crescimento dos monocristais, como já foi apontado por publicações prévias do nosso grupo de pesquisa. Os resultados aqui encontrados caracterizam este trabalho como inédito no estudo de monocristais da família YPr-123.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5025 |
| Date | 30 April 2009 |
| Creators | Cichetto Júnior, Leonélio |
| Contributors | Moreira, Fernando Manuel Araújo |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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