Sandro PACE | Progetti

STUDIO DELL¿INFLUENZA DELLA METODOLOGIA DI FABBRICAZIONE SULLE PROPRIETÀ SUPERCONDUTTIVE DI CAMPIONI DI MATERIALI FE-BASED, ED ANALISI DEL COMPORTAMENTO DEL ¿PEAK EFFECT¿ E DELLA BARRIERA SUPERFICIALE SU TALI MATERIALI.

Nell’ambito della ricerca in questione, ci proponiamo di analizzare la relazione che può esistere fra le tecniche di fabbricazione di un materiale superconduttore della famiglia degli Iron-Based, e le proprietà magnetiche e di trasporto che tale materiale esibisce e che possono essere utili sia per la comprensione dei meccanismi di base della superconduttività in presenza di ferro, sia per l’utilizzo di tali materiali in particolare per le applicazioni di potenza. Uno degli obiettivi primari è il confronto fra le caratteristiche riguardanti la corrente critica, la dinamica dei vortici ed i meccanismi di pinning di materiali della famiglia FeSeTe fabbricati con la tecnica cosiddetta “Self-Flux”, con quelle degli stessi materiali però fabbricati con la tecnica più complessa, detta “Bridgman method”.I campioni avranno prevalentemente una struttura policristallina o cristallina multidominio, ma non è esclusa la possibilità di misurare anche campioni in forma di cristalli singoli. Per lo studio in questione verranno utilizzate misure di magnetizzazione (M) in DC al variare del campo magnetico esterno (H), della temperatura T, e del tempo (t). Mediante tale tipo di caratterizzazione sperimentale, sarà possibile ottenere informazioni sul valore della corrente critica, del campo critico, della temperatura critica, sulla larghezza della transizione superconduttiva, sulle energie di pinning al variare dei parametri esterni di temperatura e campo magnetico, ed anche sulla componente spuria ferromagnetica che tipicamente può presentarsi nei materiali superconduttori a base di Fe e la cui riduzione ci si aspetta che possa dipendere dalle diverse metodologie di fabbricazione utilizzate. Per le misure magnetiche in DC verranno utilizzate tecniche di magnetometria DC a campione vibrante (VSM) in presenza di campi magnetici fino a 9 T, ed al variare della temperatura da 2 K fino eventualmente a 400 K, soprattutto per lo studio dell’eventuale componente ferromagnetica presente nella risposta dei campioni. Inoltre, i materiali verranno analizzati sperimentalmente anche mediante la tecnica di suscettometria AC multiarmonica, che permetterà di eseguire misure dell’armonica fondamentale e di quelle superiori della suscettività complessa al variare della temperatura, dell’ampiezza (fino a 10 Oe) e della frequenza (da 10 Hz a 10 kHz) del campo AC, e del campo DC (fino a 9 T) eventualmente sovrapposto a quello AC. Riguardo alle misure in ac, verranno analizzate in particolare le componenti reali ed immaginarie delle risposte in prima e terza armonica, allo scopo di ottenere informazioni riguardo ai regimi dinamici che governano la risposta magnetica dei materiali. Inoltre, dal momento che nella risposta magnetica ottenuta mediante le suddette tecniche di misura ci si aspetta che sia presente l’effetto di una barriera geometrica/superficiale, ci si propone di studiarne il comportamento in campo ac al variare dei parametri esterni di misura. Infine, va sottolineato che nei materiali FeSeTe da esaminare è stata identificata la presenza di un “peak-effect” nella corrente critica, il quale è stato, in letteratura, analizzato principalmente mediante tecniche di misure magnetiche in dc. L’utilizzo delle tecniche di suscettività ac multiarmonica per l’analisi delle proprietà dei campioni oggetto della futura attività di ricerca potrà permettere di studiare le caratteristiche ed il comportamento del “peak-effect” eventualmente rilevato nei campioni di FeSeTe anche in presenza di campi variabili nel tempo. Questa ricerca, verrà eseguita anche in collaborazione con il gruppo della Prof.ssa E. Nazarova e del Dr. K. Buchkov dell'Accademia Bulgara delle Scienze di Sofia (Bulgaria) con cui è attiva una cooperazione da alcuni anni sul tema dei materiali Fe-based.