Structure and superconducting characteristics of magnesium diboride, substitution of boron atoms by oxygen and carbon

An x-ray analysis of MgB2-based materials shows that they contain MgB2 and MgO phases. According to a quantitative Auger analysis (taken after removing the oxidized surface layer by Ar ion etching in the microscope chamber) the MgB2 phase contains some amount of oxygen that approximately corresponds to the composition MgB2.2-1.7O0.4-0.6. Rietveld refinement of the MgB2 phase, based on EDX data with varying B/O content, leads to the composition MgB1.68-1.8O0.2-0.32. Ab-initio modelling of boron substitution by oxygen in MgB2 (ΔH f = -150.6 meV/atom) shows that this is energetically favourable up to the composition MgB1.75O0.25 (ΔH f = -191.4 meV/atom). In contrast to carbon substitution, where very small levels of doping can dramatically affect the superconducting characteristics of the material with concomitant changes in the electron density, oxygen substitution results in very little change in the superconducting properties of MgB2. The formation of vacancies at the Mg site of both MgB2 and substituted MgB1.75O0.25 was modelled as well, but has shown that such processes are energetically disadvantageous (ΔHf of Mg0.875B2 and Mg0.75B1.75O0.25 are equal to -45.5 and -93.5 meV/atom, respectively)

Analysis of Internally Shunted Josephson Junctions

partially_open11sìFollowing the ever-rising demand for new functionalities and novel materials in superconducting circuitry, we provide a complete view on the self-shunting problem in Josephson junctions, relating it to specific features of a multichannel weak link between electrodes where averaging over the channels yields a bimodal distribution of transparencies with maxima near unity and zero. We provide two examples of such internally shunted devices, namely, four-layered Nb/Al-Al oxide-Nb junctions with strongly disordered nanometer-thick insulating layers where stochastic distribution of transparencies takes place on a local rather than a global scale and MoRe/W-doped Si-Si-MoRe devices with strongly inhomogeneous silicon interlayers partly doped by metallic nanoclusters where the main charge transport occurs across resonance-percolating trajectories. We show how the predicted universal distribution function of transmission coefficients can be verified experimentally without any fitting parameters and analyze some old and new experimental data from this perspective. We believe that our results can form a base for novel four-layered Josephson junctions with enhanced superconducting properties and, at the same time, well-separated metallic electrodes.partially_openLacquaniti, Vincenzo; Cassiago, Cristina; De Leo, Natascia; Fretto, Matteo; Sosso, Andrea; Febvre, Pascal; Shaternik, Volodymyr; Shapovalov, Andrii; Suvorov, Olexandr; Belogolovskii, Mikhail; Seidel, PaulLacquaniti, Vincenzo; Cassiago, Cristina; DE LEO, Maria; Fretto, MATTEO ANDREA; Sosso, Andrea; Febvre, Pascal; Shaternik, Volodymyr; Shapovalov, Andrii; Suvorov, Olexandr; Belogolovskii, Mikhail; Seidel, Pau

Визначення механічних властивостей при зсуві матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» з випробувань на кручення

This paper reports the results of experimental studies into determining mechanical properties (elastic and dissipative) at the shear of the material of a pressure fire hose of the "T" type with the internal diameter of 77 mm using torsion tests. During the studies, a series of field experiments have been conducted on the torsion of the pressure fire hose samples with internal hydraulic pressure (P) in a hose of 0.2 МPа (Р1), 0.4 МPа (Р2), and 0.6 МPа (Р3) under conditions of static loading-unloading cycles. The tests consisted of 6 cycles – for each of the (P) loading-unloading cycles, which were carried out at a two-minute interval, the rigidity and elasticity modules at the shear of the material of a hose were determined by means of torsion tests. It was established that the numerical results of mechanical properties depend on the hose load "history", that is, the elasticity modules increased in the first two, three load cycles, and they stabilized only afterward at the level of 3.04 MPa for Р1, 4.35 МPа for Р2, 4.39 МPа for Р3. The above, together with a significant decrease in residual deformations, strengthens the elastic properties of the fire hose material.The results of the research have been approximated by the corresponding trend lines. The equation of dependence of the current torque on deformation was determined. The curves of the deformation of samples, which, under the conditions of cyclic loading-unloading, formed hysteresis loops, were established. The resulting hysteresis loops during the study in the first two modes undergo quantitative and qualitative changes, namely, the slope and its area decrease. The similarity of experimental studies at different internal pressures (P) was established.A change in the properties of the material of a fire hose at the consecutive loading-unloading deformation cycles is reverse, the gaps between the deformation cycles lead to a partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the original valuesПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) при сдвиге материала напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 77 мм с испытаний на кручение. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на кручение образцов напорного рукава с внутренним гидравлическим давлением (Р) в рукаве 0.2 МПа (Р1), 0.4 МПа (Р2) и 0.6 МПа (Р3) в условиях статических циклов нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 6 циклов – для каждого из (Р) нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом, определены жесткость и модули упругости при сдвиге материала рукава с испытаний на кручение. Установлено, что многочисленные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух, трех циклах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались на уровне 3.04 МПа для Р1, 4.35 МПа для Р2, 4.39 МПа для Р3. Указанное, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты исследований аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Определены уравнения зависимости действующего крутящего момента от деформации. Установлено кривые деформирования образцов в условиях циклического погрузки-разгрузки формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования на первых двух режимах испытывают количественных и качественных изменений, а именно, уменьшается наклон и его площадь. Установлено сходство экспериментальных исследований между собой при различных внутренних давлениях (Р).Изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениямПредставлені експериментальні дослідження з визначення механічних властивостей (пружних та дисипативних) при зсуві матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 77 мм з випробувань на кручення. В ході роботи проведено низку натурних експериментів на кручення зразків напірного рукава з внутрішнім гідравлічним тиском (Р) в рукаві 0.2 МПа (Р1), 0.4 МПа (Р2) та  0.6 МПа (Р3) в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 6 циклів – для кожного з (Р) навантаження-розвантаження, які проводилися із двохвилинним інтервалом, визначено жорсткість та модулі пружності при зсуві матеріалу рукава з випробувань на кручення. Встановлено, що чисельні результати механічних властивостей залежать від «історії» навантаження рукава, тобто на перших двох, трьох циклах навантаження модулі пружності збільшувалися і лише потім на наступних – стабілізувалися на рівні 3.04 МПа для Р1, 4.35 МПа для Р2, 4.39 МПа для Р3. Вказане, разом із суттєвим зменшенням залишкових деформацій, посилює пружні властивості матеріалу пожежного рукава.Результати досліджень апроксимовані відповідними лініями трендів. Визначено рівняння залежності діючого крутного моменту від деформації. Встановлено криві деформування зразків, що в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. Отримані петлі гістерезису в ході дослідження на перших двох режимах зазнають кількісних та якісних змін, а саме, зменшується нахил та його площа. Встановлено схожість експериментальних досліджень між собою при різних внутрішніх тисках (Р).Зміна властивостей матеріалу пожежного рукава при послідовних циклах деформацій навантаження-розвантаження є зворотною, проміжки між циклами деформування призводять до часткового відновлення механічних характеристик, наближаючи їх до початкових значен

Structure and superconducting characteristics of magnesium diboride, substitution of boron atoms by oxygen and carbon

An x-ray analysis of MgB2-based materials shows that they contain MgB2 and MgO phases. According to a quantitative Auger analysis (taken after removing the oxidized surface layer by Ar ion etching in the microscope chamber) the MgB2 phase contains some amount of oxygen that approximately corresponds to the composition MgB2.2-1.7O0.4-0.6. Rietveld refinement of the MgB2 phase, based on EDX data with varying B/O content, leads to the composition MgB1.68-1.8O0.2-0.32. Ab-initio modelling of boron substitution by oxygen in MgB2 ([Delta]Hf =-150.6 meV/atom) shows that this is energetically favourable up to the composition MgB1.75O0.25 ([Delta]Hf =-191.4 meV/atom). In contrast to carbon substitution, where very small levels of doping can dramatically affect the superconducting characteristics of the material with concomitant changes in the electron density, oxygen substitution results in very little change in the superconducting properties of MgB2. The formation of vacancies at the Mg site of both MgB2 and substituted MgB1.75O0.25 was modelled as well, but has shown that such processes are energetically disadvantageous ([Delta]Hf of Mg0.875B2 and Mg0.75B1.75O0.25 are equal to -45.5 and -93.5 meV/atom, respectively)

Structure and superconducting characteristics of magnesium diboride, substitution of boron atoms by oxygen and carbon

An x-ray analysis of MgB2-based materials shows that they contain MgB2 and MgO phases. According to a quantitative Auger analysis (taken after removing the oxidized surface layer by Ar ion etching in the microscope chamber) the MgB2 phase contains some amount of oxygen that approximately corresponds to the composition MgB2.2-1.7O0.4-0.6. Rietveld refinement of the MgB2 phase, based on EDX data with varying B/O content, leads to the composition MgB1.68-1.8O0.2-0.32. Ab-initio modelling of boron substitution by oxygen in MgB2 ([Delta]Hf =-150.6 meV/atom) shows that this is energetically favourable up to the composition MgB1.75O0.25 ([Delta]Hf =-191.4 meV/atom). In contrast to carbon substitution, where very small levels of doping can dramatically affect the superconducting characteristics of the material with concomitant changes in the electron density, oxygen substitution results in very little change in the superconducting properties of MgB2. The formation of vacancies at the Mg site of both MgB2 and substituted MgB1.75O0.25 was modelled as well, but has shown that such processes are energetically disadvantageous ([Delta]Hf of Mg0.875B2 and Mg0.75B1.75O0.25 are equal to -45.5 and -93.5 meV/atom, respectively)

Методи та математичні моделі сучасних інформаційно-комунікаційних технологій

Мета роботи – розроблення методів, моделей та інформаційних технологій підвищення функціональної ефективності систем підтримки прийняття рішень в освіті та промисловості. Предмет дослідження – методи, моделі та інформаційні технології прийняття рішень в освіті та промисловості, оцінка функціональної ефективності інтелектуальних систем аналізу даних, методи захисту інформації в інфокомунікаційних системах, інформаційно-аналітичні системи в освіті

Charge Transport in Superconducting Heterostructures MoRe-Si(W)-MoRe with a Hybrid Semiconducting Barrier with Metallic Nanoclusters

International audienc

Hybrid Heterostructures MoRe/doped Si/MoRe and MoRe/doped Si/MoRe/doped Si/MoRe with phase-slip effects in them

page 137International audienc

Phase-slip Events in MoRe-Si(W)-MoRe heterostructres

session poster 1EP2-08International audienc

Revealing the nature of two-level systems at a superconductor-insulator boundary

poster 3EPo2C-01International audienc