სოლ გელ მეთოდით თალიუმფუძიანი ზეგამტარი მასალის მიღება იოდის ორთქლის წნევის ქვეშ

ავტორი: დავითი სურმანიძე
საკვანძო სიტყვები: ზეგამტარი, მასალები
ანოტაცია:

ზეგამტარი მასალები წარმოადგენს ნივთიერებებს, რომლებშიც კრიოგენულ ტემპერატურაზე წინაღობა აბსოლუტურად ქრება და დაიმზირება მეისნერის ეფექტი, შედეგად კი ელექტრონებს შეუძლიათ დაბრკოლების გარეშე მოძრაობა. ზოგადად, ზეგამტარი ნაერთების ზეგამტარულ მდგომარეობაში გადასვლის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად მცირეა გამტარებისა და ნახევარგამტარების სამუშაო ტემპერატურულ მნიშვნელობებთან შედარებით. ზეგამტარი ნივთიერებების განვითარების ისტორიის სხვადასხვა ეტაპზე შემოთავაზებული იქნა სხვადასხვა ზეგამტარი ნაერთი, განსხვავებული სინთეზის მეთოდები და მათი ფიზიკური პარამეტრები. ბოლო წლებში განსაკუთრებული ყურადღება მიიპყრო მაღალტემპერატურულმა ზეგამტარებმა, რომლებიც ხასიათდებიან კრიტიკული ტემპერატურისა (Tc) და კრიტიკული დენის სიმკვრივის (Jc) მაღალი მნიშვნელობებით. ასეთი ტიპის ზეგამტარებიდან მეტად მნიშვნელოვანია ვერცხლისწყლის ოქსიდისა და თალიუმფუძიანი მაღალტემპერატურული ზეგამტარები, რომელთა კრიტიკული ტემპერატურა მერყეობს 125-135K, ხოლო თუ ისინი დასინთეზებული არიან მაღალი წნევის პირობებში, მათი კრიტიკული ტემპერატურა აღწევს 135-165K დიაპაზონს. ზეგამტარი ნივთიერებების გამოყენების სპექტრი მეტად ვრცელია და პერსპექტიული. სამაგისტრო ნაშრომის მთავარი მიზანია ზეგამტარი ნიმუშების სინთეზი ერთ-ერთი უახლესი ტექნოლოგიით - ზოლ-გელ მეთოდით, სინთეზისთვის აუცილებელი ოპტიმალური ქიმიური და ფიზიკური პირობების დადგენა, სხვადასხვა კონცენტრაციით დოპანტის ზემოქმედების შესწავლა ზეგამტარულ პარამეტრებზე, მიღებული ნიმუშების ქიმიური და ფიზიკური პარამეტრების გამოკვლევა. სინთეზის აღნიშნული მეთოდის ძირითადი უპირატესობა მდგომარეობს იმაში, რომ მოცემული მეთოდით ადვილად კონტროლირდება სინთეზირებული ნივთიერების შემადგენლობა, მიიღება ნანო სტრუქტურები, რომლებიც ხასიათდება იდეალური ჰომოგენურობით, შესაძლებელია პრეკურსორის დასინთეზება მაღალი გამოსავლიანობით, რომელიც, თავის მხრივ, ძლიერი რეაქციისუნარიანობით ხასიათდება. დასინთეზებული Ba2Ca2Cu2Ox პრეკურსორის შემდგომი ქიმიური სინთეზი მოიცავდა თალიუმის (III) ოქსიდისა და იოდის პენტაოქსიდის დამატებას განსაზღვრული კონცენტრაციით, მათ მყარფაზურ რეაქციას დახურულ კვარცის ამპულაში. მიღებული ზეგამტარი ნიმუშების ფიზიკური გაზომვებით დადგინდა მათი კრიტიკული ტემპერატურისა და კრიტიკული დენის სიმკვრივის მნიშვნელობები. კვლევის პროცესში პირველად გამოვიყენეთ იოდის პენტაოქსიდი რის შედეგადაც, მიღებული იქნა იოდით დოპირებული ზეგამტარი ნიმუში. ასევე, პირველად მოხდა ჟანგბადის წნევის გავლენის შესწავლა ზეგამტარი ფაზების ფორმირების პროცესზე და მათ ფიზიკურ პარამეტრებზე. სინთეზის პროცესის სხვადასხვა ეტაპზე ნიმუშებს ჩაუტარდა ინფრაწითელი სპექტროფოტომეტრული, რენტგენოფაზური და ელექტრონულ მიკროსკოპული ანალიზი, რამაც საშუალება მოგვცა, სრულყოფილად შეგვესწავლა კვლევის პროცესში დასმული ყველა საკითხი და გამოგვეტანა მნიშვნელოვანი დასკვნები.