КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-29-00442

НазваниеНовый механизм усиления критического тока в наноструктурированных ВТСП материалах с внедренной магнитной подсистемой

Руководитель Пигальский Константин Сергеевич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-306 - Инженерно-физические проблемы электротехники и технической сверхпроводимости

Ключевые слова высокотемпературная сверхпроводимость, магнитные замещения, наноструктуры, пиннинг, критический ток, намагниченность, магнитная восприимчивость, размерные эффекты

Код ГРНТИ45.09.33

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на поиск новых путей улучшения эксплуатационных характеристик высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов, в том числе увеличения плотности критического тока. До настоящего времени существенным препятствием для широкого внедрения ВТСП является сильное уменьшение критического тока с ростом температуры и магнитного поля. Такое поведение напрямую связано с особенностями обычного механизма пиннинга вихрей магнитного потока на областях с пониженным значением сверхпроводящего параметра порядка (дефекты структуры, наноразмерные включения примесных фаз и др.). Для решения этой проблемы необходим поиск методов создания центров пиннинга, имеющих другой, альтернативный механизм закрепления вихрей. Перспективы в этом направлении появились после недавнего обнаружения нами нового необычного механизма усиления собственного пиннинга в ВТСП TmBa2Cu3Oy вследствие взаимодействия вихрей с магнитной подсистемой редкоземельного иона. В отличие от традиционного механизма пиннинга, эффективность данного магнитного механизма усиливается внешним магнитным полем и слабо зависит от температуры. Содержанием проекта является реализация магнитного механизма пиннинга в ВТСП на основе купрата YBa2Cu3Oy путем модификации его состава и микроструктуры. Предлагается провести частичное замещение иттрия на магнитный 3d-элемент (в первую очередь Fe, как наиболее перспективный с точки зрения ионного радиуса и валентности) с целью создания наноразмерной магнитной подсистемы. Важным аспектом такого вида замещения является его слабое влияние на электронные состояния сверхпроводящих CuO2 плоскостей, в отличие от любых изменений состава в медных подрешетках. К настоящему времени работы в данном направлении практически отсутствуют. В целях выполнения проекта будут синтезированы несколько серий образцов Y1-xFexBa2Cu3Oy с различным содержанием Fe в диапазоне 0≤x≤0.1. Предполагается использовать метод синтеза, основанный на специальной разновидности золь-гель технологии. Получаемая в результате ее применения высокодисперсная шихта имеет много важных преимуществ, в частности позволяет реализовать различную микроструктуру и проводить синтез равновесных образцов при пониженных температуре и времени отжига. Особое внимание будет уделено вопросу уточнения кристаллографических позиций, реально занимаемых Fe, определению области существования твердого раствора указанного состава, а также спинового и зарядового состояния ионов железа. При необходимости возможно получение дополнительной информации с привлечением мёссбауэровских исследований. Для полученных образцов будут проведены комплексные исследования структуры (рентгеновским и электронно-микроскопическим методами), а также электрических и магнитных свойств. Информация о температурных и полевых зависимостях величин пиннинга и критического тока будет получена бесконтактными методами как в постоянном, так и в переменном магнитных полях. Сравнительный анализ данных в зависимости от количества магнитных ионов в иттриевой подрешетке позволит разделить и количественно описать вклады в пиннинг различной природы. Результаты выполнения проекта будут способствовать развитию физических представлений о взаимодействии сверхпроводящей и магнитных подсистем в высокотемпературных сверхпроводниках. Будет определено влияние магнитной подсистемы, внедренной в структуру ВТСП, на его критические параметры (величину, температурную и магнитополевую стабильность критического тока, а также критические поля) и сделаны выводы о перспективах рассматриваемого вида модификаций состава и микроструктуры для улучшения практически важных характеристик материалов для ВТСП лент и керамических изделий.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---