Influência dos arranjos randômicos de grãos nas propriedades de transporte de eletrocerâmicas do tipo SmBaCuO

摘要

Amostras supercondutoras policristalinas do tipo Sm-123 foram preparadas por reação sólidovapore tratados com seis diferentes fluxos de gás de oxigênio (O2). As amostras foram denominadasde: Amostra A com fluxo de 0,2 cm3/s, Amostra B com fluxo de 0,5 cm3/s, AmostraC com fluxo de 0,7 cm3/s, Amostra D com fluxo de 0,9 cm3/s, Amostra E com fluxo de 1,2cm3/s e Amostra F com fluxo de 1,4 cm3/s. Estas amostras foram devidamente caracterizadaspor difração de raios X, densidade, MEV, corrente crítica resistividade elétrica AC e susceptibilidademagnética AC. Os resultados de difração de raios X (DRX) indicaram a predominânciada fase Sm-123 com estrutura cristalina tetragonal e ortorrômbica bem como o aparecimento deoutras fases espúrias. Além disso, com o aumento fluxo de O2, houve um aumento da fração dafase Sm-123 com estrutura tetragonal e em especial, da fase BaCuO2+. A partir dos resultadosde DRX foram obtidos os parâmetros de rede tanto da fase Sm-123 com estrutura cristalinaortorrômbica quanto da estrutura tetragonal onde a amostra B apresentou ligeiramente menorvolume de célula unitária ligeiramente quando comparado as outras amostras. Os resultadosde determinação de densidade das amostras mostraram uma dependência com o fluxo de O2.Observou-se que aumentando o fluxo de O2 a porosidade diminui, ou seja, a dureza aumentou.Através das imagens de MEV foi obtido o tamanho médio de junção que diminuiu com oaumento da dopagem O2. A amostra A, que teve o menor fluxo de O2 na síntese, apresentoutamanho médio de junção de 17(2) m. Uma investigação sobre a resistividade elétrica foi realizadasomente depois de uma análise cuidadosa da corrente de excitação considerando o limitede regime linear, de forma que as medidas foram realizadas aplicando corrente de = 20 mA.Além disso, a calibração do sistema de medidas foi realizada com uma amostra já caraterizadapor susceptibilidade magnética. Esta amostra foi denominada de amostra de referência (AR).E de acordo com os nossos resultados, a amostra A apresentou menor valor de resistividadeelétrica a temperatura ambiente e a maior Tc (95 K). Observou-se também que a amostra Aapresentou menor largura de transição ( T) em relação a amostra B. Isto indicou que tal amostradeve possuir melhor distribuição de oxigenação entre os grãos. Entretanto, as amostras C,D, E e F não apresentaram transição supercondutora acima de 77 K. Em relação às medidas dedensidades de corrente crítica (Jc), a amostra A apresentou maior Jc em relação à amostra B e aamostra de referência. No entanto, todos os dados experimentais colapsaram numa única curvarepresentada pela equação do modelo S-N-S. Isto sugere que o mecanismo de transporte é omesmo para as duas amostras, sendo independente da quantidade de oxigênio aplicado. Comoa amostra de referência possui outros parâmetros de síntese, pode-se sugerir que o mecanismode transporte independe também do tratamento térmico dessas cerâmicas. A interpretação dasmedidas de susceptibilidade magnética () indicou que as intensidades magnéticas são distintaspara cada amostra. Esta variação está associada ao momento magnético da partícula, ouseja, o sinal magnético depende das correntes de blindagem intragranulares e intergranulares.Assim, tanto maior o tamanho de grão (maior área efetiva de junção) maior a intensidade deblindagem magnética. Isto se explica a dependência da blindagem magnética com a passagemde corrente elétrica pelas junções e de área de circuitação. A amostra A apresentou maior blindagemmagnético e maior temperatura crítica. Corroborando com a análise de raio X, pois estaamostra apresenta maior fração da composição Sm-123 com estrutura cristalina ortorrômbica.