Contribution of vanadium particles to thermal movement of correlated two-dimensional pancake Abrikosov vortices in Bi-2223 superconducting system
This article breaks new ground in understanding of variation in the magnetic strength performance, flux pinning and energy dissipation mechanism of polycrystalline bulk Bi1.8Sr2.0Ca2.2Cu3.0Oy (Bi-2223) superconducting materials added with the different vanadium concentration level (0.0 ≤ x ≤ 0.30) u...
| Main Authors: | , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Elsevier
2023-05-01
|
| Series: | Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317522000140 |
| _version_ | 1797801841209114624 |
|---|---|
| author | Asaf Tolga Ulgen Ümit Erdem Gurcan Yildirim Mustafa Burak Turkoz Tahsin Turgay |
| author_facet | Asaf Tolga Ulgen Ümit Erdem Gurcan Yildirim Mustafa Burak Turkoz Tahsin Turgay |
| author_sort | Asaf Tolga Ulgen |
| collection | DOAJ |
| description | This article breaks new ground in understanding of variation in the magnetic strength performance, flux pinning and energy dissipation mechanism of polycrystalline bulk Bi1.8Sr2.0Ca2.2Cu3.0Oy (Bi-2223) superconducting materials added with the different vanadium concentration level (0.0 ≤ x ≤ 0.30) under the magnetic field strengths applied up to 5 T for the first time. We provide the sophisticated and phenomenological discussions on the magnetoresistivity measurement results in three main sections along the paper. All the findings show that the increase of both the vanadium concentration in the crystal structure and external magnetic field strength damages significantly the magnetic strength performance, vortex dynamics, flux pinning ability and vortex lattice elasticity of bulk Bi-2223 superconducting ceramics. The vanadium addition promotes thermally the movement of correlated two-dimensional (2D) pancake Abrikosov vortices between the in-plane Cu–O2 layers in the valance band, vortex lattice elasticity, vortex dynamics, distance for interlayer Josephson couplings and flux pinning centers and the theoretical computations confirm the remarkable degradation in the formation of super-electrons in the Bi-2223 crystal system. Thus, the vanadium addition is anticipated to be one of the best selectable materials to examine the differentiation in the thermal movement of correlated 2D Pancake Abrikosov vortices in the bulk Bi-2223 superconducting system. Resumen: Este artículo abre nuevos caminos en la comprensión de la variación en el rendimiento de la fuerza magnética, fijación de flujo y mecanismo de disipación de energía de los materiales superconductores Bi1.8Sr2.0Ca2.2Cu3.0Oy (Bi-2223) a granel policristalino agregados con los diferentes niveles de concentración de vanadio (0.0≤ x ≤ 0,30) bajo las intensidades de campo magnético aplicadas hasta 5 T por primera vez. Proporcionamos discusiones sofisticadas y fenomenológicas sobre los resultados de la medición de magnetorresistividad en tres secciones principales a lo largo del documento. Todos los hallazgos muestran que el aumento tanto de la concentración de vanadio en la estructura cristalina como de la fuerza del campo magnético externo daña significativamente el rendimiento de la fuerza magnética, la dinámica del vórtice, la capacidad de fijación del flujo y la elasticidad del retículo del vórtice de las cerámicas superconductoras Bi-2223 a granel. La adición de vanadio promueve térmicamente el movimiento de los vórtices de Abrikosov tipo panqueque bidimensionales (2D) correlacionados entre las capas de Cu2O en el plano en la banda de cenefa, la elasticidad del retículo de vórtice, la dinámica de vórtice, la distancia para los acoplamientos de Josephson entre capas y los centros de fijación de flujo. Los cálculos teóricos confirman la notable degradación en la formación de superelectrones en el sistema cristalino Bi-2223. Por lo tanto, se prevé que la adición de vanadio sea uno de los mejores materiales seleccionables para examinar la diferenciación en el movimiento térmico de los vórtices 2D pancake Abrikosov correlacionados en el sistema superconductor Bi-2223 a granel. |
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| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 0366-3175 |
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| publishDate | 2023-05-01 |
| publisher | Elsevier |
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| series | Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio |
| spelling | doaj.art-5bdf254582fa494287483ec9339a4edb2023-06-18T05:00:29ZengElsevierBoletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio0366-31752023-05-01623257267Contribution of vanadium particles to thermal movement of correlated two-dimensional pancake Abrikosov vortices in Bi-2223 superconducting systemAsaf Tolga Ulgen0Ümit Erdem1Gurcan Yildirim2Mustafa Burak Turkoz3Tahsin Turgay4Sirnak University, Department of Electric-Electronic Engineering, Sirnak 73000, TurkeyScientific and Technological Research Application Center, Kirikkale University, Kirikkale 71450, Turkey; Corresponding author.Bolu Abant Izzet Baysal University, Department of Mechanical Engineering, Bolu 14280, TurkeyDepartment of Electrical and Electronics Engineering, Karabuk University, Karabuk 78050, TurkeySakarya University, Department of Architecture, Sakarya 54187, TurkeyThis article breaks new ground in understanding of variation in the magnetic strength performance, flux pinning and energy dissipation mechanism of polycrystalline bulk Bi1.8Sr2.0Ca2.2Cu3.0Oy (Bi-2223) superconducting materials added with the different vanadium concentration level (0.0 ≤ x ≤ 0.30) under the magnetic field strengths applied up to 5 T for the first time. We provide the sophisticated and phenomenological discussions on the magnetoresistivity measurement results in three main sections along the paper. All the findings show that the increase of both the vanadium concentration in the crystal structure and external magnetic field strength damages significantly the magnetic strength performance, vortex dynamics, flux pinning ability and vortex lattice elasticity of bulk Bi-2223 superconducting ceramics. The vanadium addition promotes thermally the movement of correlated two-dimensional (2D) pancake Abrikosov vortices between the in-plane Cu–O2 layers in the valance band, vortex lattice elasticity, vortex dynamics, distance for interlayer Josephson couplings and flux pinning centers and the theoretical computations confirm the remarkable degradation in the formation of super-electrons in the Bi-2223 crystal system. Thus, the vanadium addition is anticipated to be one of the best selectable materials to examine the differentiation in the thermal movement of correlated 2D Pancake Abrikosov vortices in the bulk Bi-2223 superconducting system. Resumen: Este artículo abre nuevos caminos en la comprensión de la variación en el rendimiento de la fuerza magnética, fijación de flujo y mecanismo de disipación de energía de los materiales superconductores Bi1.8Sr2.0Ca2.2Cu3.0Oy (Bi-2223) a granel policristalino agregados con los diferentes niveles de concentración de vanadio (0.0≤ x ≤ 0,30) bajo las intensidades de campo magnético aplicadas hasta 5 T por primera vez. Proporcionamos discusiones sofisticadas y fenomenológicas sobre los resultados de la medición de magnetorresistividad en tres secciones principales a lo largo del documento. Todos los hallazgos muestran que el aumento tanto de la concentración de vanadio en la estructura cristalina como de la fuerza del campo magnético externo daña significativamente el rendimiento de la fuerza magnética, la dinámica del vórtice, la capacidad de fijación del flujo y la elasticidad del retículo del vórtice de las cerámicas superconductoras Bi-2223 a granel. La adición de vanadio promueve térmicamente el movimiento de los vórtices de Abrikosov tipo panqueque bidimensionales (2D) correlacionados entre las capas de Cu2O en el plano en la banda de cenefa, la elasticidad del retículo de vórtice, la dinámica de vórtice, la distancia para los acoplamientos de Josephson entre capas y los centros de fijación de flujo. Los cálculos teóricos confirman la notable degradación en la formación de superelectrones en el sistema cristalino Bi-2223. Por lo tanto, se prevé que la adición de vanadio sea uno de los mejores materiales seleccionables para examinar la diferenciación en el movimiento térmico de los vórtices 2D pancake Abrikosov correlacionados en el sistema superconductor Bi-2223 a granel.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317522000140Material Bi-2223Rendimiento de fuerza magnéticaDisipación de energíaEnergía de fijación de flujoCapacidad de fijación de flujoVórtices de Abrikosov |
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