Influence of oxygen annealing on structural and transport properties of pristine and BaHfO3 nanocomposite GdBa2Cu3O7-δ films

In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass beschichtete Leiter (CC), die eine supraleitende Hochtemperaturschicht enthalten, eine vielversprechende Lösung für die Entwicklung von Großanwendungen wie Motoren, Generatoren, Fehlerstrombegrenzern und supraleitenden Magnetspeichern darstellen. Eine der wichtigsten Voraussetzungen für solche Anwendungen ist die Fähigkeit, große Ströme bei verschiedenen Temperaturen und Magnetfeldern zu leiten. REBa2Cu3O7-ẟ (REBCO)-Supraleiter, insbesondere einer der ersten Vertreter dieser Familie, YBa2Cu3O7-ẟ, erfüllen diese Anforderungen, da sie hohe Übergangstemperaturen, hohe Übergangstemperaturen Tc ≈ 92-94 K und relativ große kritische Stromdichten Jc bei Flüssigstickstofftemperaturen besitzen, die typischerweise im Bereich von 2-6 MAcm-2 liegen. Einer der Hauptvorteile von Supraleitern auf REBCO-Basis, insbesondere in Form von Dünnschichten, ist das Vorhandensein einer großen Dichte von Defekten, die sich während des Wachstumsprozesses bilden. Diese Defekte sind verantwortlich für hohe Jc-Werte im Magnetfeld aufgrund der Wechselwirkung mit Flusslinien, die den Supraleiter in der "gemischten Phase" durchdringen. Daher besteht eine der Hauptstrategien zur weiteren Erhöhung von Jc darin, die Dichte der Defekte durch die Einführung von Sekundärphasen zu erhöhen, die als künstliche Pinning-Zentren bezeichnet werden. Bei der gepulsten Laserabscheidung, der Methode für die Abscheidung dünner Schichten, die in der vorliegenden Arbeit verwendet wird, gibt es eine Vielzahl von Parametern wie Substrattemperatur (Tsub), Laserfrequenz (f), Sauerstoffdruck wäh-rend der Abscheidung (pO2) und Laserenergie (Elas), die im Mittelpunkt der Untersuchungen standen, wenn es um die Verbesserung der kritischen Stromdichten ging. In den letzten Jahrzehnten wurde gezeigt, dass eine kontrollierte Änderung der Abscheidebedingungen die Form und Dichte der Defekte in den REBCO-Dünnschichten verändern kann. Daher widmet sich der erste Teil dieser Arbeit der Definition der optimalen Abscheidebedingungen für supraleitende GdBa2Cu3O7-ẟ - Dünnschichten ohne und mit 2.5 Gew.% BaHfO3 (BHO)-Nanopartikeln. Der Auswahlprozess basiert auf dem Vergleich von Tc, Kristallstruktur und Feldabhängigkeit von Jc bei verschiedenen Temperaturen. Für beide Systeme, das ursprüngliche und das BHO-Nanokomposit, sind Tsub=800 °C, f=10 Hz und pO2=0,3-0,4 mbar optimale Wachstumbsbedingungen, die zu Tc-Werten im Bereich von 90-93 K und Jc≈1.7-4.0 MAcm-2 führen. Zusätzlich zu allen Abscheideparametern umfasst die Herstellung von supraleitenden REBCO-Dünnschichten den Schritt der Sauerstoffglühung, der ebenso wichtig ist wie die Abscheidung selbst. In REBCO-Supraleitern breiten sich die Ströme in den CuO2-Ebenen aus, und die Ladungsträger, in REBCO Löcher, werden von CuO-Ketten bereitgestellt. Aus diesem Grund ist eine Sauerstoffglühung erforderlich, um eine ausreichende Sauerstoffdotierung zu erreichen und die supraleitende Phase zu bilden, da sich die REBCO-Dünnschicht unmittelbar nach der Abscheidung in der isolierenden Phase befindet. Obwohl verschiedene Aspekte des Sauerstoffglühens bereits ausgiebig untersucht worden sind, müssen noch einige Fragen geklärt werden. In der vorliegenden Arbeit versuchen wir, eines der Probleme bezüglich der Korrelation zwischen dem Sauerstoffglühverfahren, den Veränderungen der Defektmorphologie und den daraus resultierenden Transporteigenschaften zu beleuchten. Zu diesem Zweck betrachten wir zwei Systeme: unbehandeltes GdBCO und GdBCO+2.5 Gew.% BHO. Um den Einfluss der Sauerstoffglühung zu untersuchen, berücksichtigen wir vier Parameter: Glühtemperatur (Tann), Glühzeit (tann), Sauerstoffdruck während der Glühung (PO2) und Abkühlgeschwindigkeit (QPLD). Aufgrund der Unterschiede bei der Herstellung von GdBCO-Dünnschichten im Labor- und im Industriemaßstab vergleichen wir außerdem zwei Sauerstoffglühverfahren: In-situ-Sauerstoffglühen in der statischen Umgebung der PLD-Kammer und Ex-situ-Sauerstoffglühen im Ofen mit konstantem Sauerstofffluss. Bei der separaten Untersuchung jedes Parameters in einem unbehandelten und einem 2.5 Gew.% BHO-Nanokomposit-GdBCO-System konnten wir mehrere wichtige Merkmale beobachten: 1. Tann: Beeinflusst in erster Linie die Stapelfehler in der GdBCO-Matrix. Beide Glühverfahren zeigen bei 450 °C (der niedrigste untersuchte Tann) die höchsten Jc-Werte im Magnetfeld. Aufgrund der Einführung eines zusätzlichen Heiz- und Kühlschritts weisen die ex – situ geglühten GdBCO-Dünnschichten eine reichhaltigere Defektmorphologie auf und zeigen daher ein zweifach höheres Jc und Fp bei 10 K und 14 T. 2. tann: Ex – situ – geglühte GdBCO-Dünnschichten zeigen keine drastischen Abhängigkeiten der Struktur- und Transporteigenschaften von tann, während in – situ – geglühte Schichten mindestens 15 Minuten Glühzeit benötigen, um ein Tc über 77 K zu erreichen. 3. PO2: Beeinflusst in erster Linie die Größe der Gd-reichen Nanopartikel in der GdBCO-Matrix. 4. QPLD: Höhere Abkühlraten führen zur Erhaltung von Stapelfehlern, wodurch möglicherweise Abkürzungen der Diffusionspfade bei der Sauerstoffglühung entstehen, die zu einem höheren Jc-Wert im Magnetfeld führen. 5. Tann für ex – situ geglühtes GdBCO+2.5 Gew.% BHO: die BHO-Nanokomposit-GdBCO-Dünnschichten zeigen die höchsten Jc-Werte im Magnetfeld bei Tann=700 °C. Auf der Grundlage dieser Merkmale schlagen wir ein Modell vor, das die Glühparameter und die Mikrostruktur der GdBCO-Dünnschicht miteinander in Beziehung setzt. Nach diesem Modell können zwei Szenarien verwendet werden, um die Defektmorphologie und damit die Transporteigenschaften anzupassen: 1. Hohe T, hohe PO2 mit anschließender Abkühlung auf Raumtemperatur: Dieser Weg bewahrt die in der GdBCO-Matrix vorhandenen Stapelfehler und reduziert die Dichte der Gd-reichen Nanopartikel. 2. Hohe T, niedrig PO2 mit anschließender Abkühlung auf Raumtemperatur: Dieser Weg erhält die Gd-reichen Nanopartikel und reduziert die Dichte der Stapelfehler

Electron Microscopic Investigation of Post-Annealed Superconducting GdBa2_2Cu3_3O7−δ_{7-δ} Thin Films on MgO

GdBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ (GdBCO) is a promising high-temperature superconductor with potential application as coated conductor for power applications (e.g. transformers). However, further improvements in cost-effectiveness and superconducting properties are desired. The latter are influenced by O content, film texture, and film quality, where non-superconducting defects can effectively pin magnetic flux lines if they have favorable shape, size, and density. The O content in GdBCO can be set in-situ after film deposition or afterward by annealing in a different furnace (ex-situ). The correlation of oxygenation processes and defect formation/healing in GdBCO is not fully understood. In this work, we apply scanning transmission electron microscopy (STEM) to investigate the effect of different ex-situ oxygenation routes on the GdBCO microstructure

Estimation of relatedness among non-pedigreed Yakutian cryo-bank bulls using molecular data : implications for conservation and breed management

v2010okAbstrac

Predicting of a person's life activity through quantitative indicators of her personal profile in social networks (on the example of predicting the academic success of students)

The object of this paper is to identify psychological patterns of academic success of an individual as a manifestation of his life activity, based on the analysis of quantitative indicators (metrics) of his profile in social networks. The leading method of research was an ascertaining experiment that included diagnostics of students’ academic success (N≈30 000) and components of their personal profile in social networks (psychometrics). The article shows the features of interaction between real and virtual activity of students through quantitative indicators of their personal profile metrics in social networks. The presented materials significantly fill the psychology of social networks (a new field of psychology, which is at the initial stage of its forming) with knowledge about the psychological regularities of the correlation of academic success of a person with the characteristics of her virtual activity in social networks. The project is implemented within the framework of intensive development of digital technologies and their deep integration into the social space. The results of the study expand the possibilities for diagnosing, analysing, understanding, and predicting the behaviour of a person's success through cyberspace on the example of their academic performance. The scientific novelty of this research consists in the identification of cognitive-behavioural predictors of educational activity of an individual, which are represented in virtual reality, as the result of his activity in social networks through quantitative psychometric indicators - metrics of his personal profile in social networks.The study (all theoretical and empirical tasks of the research presented in this paper, except for the payment of publishing services) was supported by a grant from the Russian Science Foundation (Project No. 19-18-00253, «Neural network psychometric model of cognitive-behavioural predictors of life activity of a person on the basis of social networks»)

Effect of oxygenation process on flux pinning in pristine and BaHfO3 nanocomposite GdBa2Cu3O7 superconducting thin films

Pristine and BaHfO3 (BHO) nanocomposite GdBa2Cu3O7 (GdBCO) superconducting thin films were deposited at 800 °C, 0.4 mbar O2 partial pressure using a Nd:YAG laser (λ=355 nm) with 10 Hz frequency on MgO substrate. The influence of the oxygenation process on flux pinning and electrical transport properties was investigated by changing the annealing temperature (T ann) between 450 °C and 780 °C and the holding time (t hold) between 10 and 30 min. The irreversibility field shows the largest shift toward higher fields for T ann = 450 °C and thus the largest in-field J c. Angular dependence of J c for most of the pristine GdBCO films exhibits a large peak for B||c, however the sample with T ann = 550 °C has a large peak in the 90°-120° region, i.e. near B || ab. For BHO nanocomposites, a decrease in T ann increases in-field J c by a factor of 2

Traditional nutrition of Indigenous Peoples in the Arctic zone of Western Siberia : challenges and impact on food security and health

The chapter presents traditional nutrition as a part of the traditional culture of the nomadic Indigenous population in the Arctic zone of Western Siberia. Traditional nutrition effectively prevents health problems and enables people to adapt to the harsh climate conditions of the High North. This chapter analyses the implementation of Russian national policies on traditional reindeer herding in this region that is affected by issues of food security and food sovereignty. Export trends of traditional products have decreased local Indigenous Peoples’ access to venison, negatively impacting their health