Estudo da impedância numa amostra supercondutora de YBa2Cu3O7δ sinterizada

Abstract

O YBa2Cu3O7-δ (ondeδ representa o desvio à estequiometria ideal para o oxigênio) é um composto supercondutor de alta temperatura crítica. A temperatura de transição da fase normal para a fase supercondutora, chamada de temperatura crítica (TC) é de aproximadamente 92 K. Este trabalho tem por objetivo estudar as propriedades de transporte elétrico AC em uma amostra cerâmica de YBa2Cu3O7-δ nas proximidades da TC por impedanciometria. É importante salientar que esse sistema não foi detalhadamente estudado com essa técnica. A amostra em estudo foi confeccionada no Laboratório de Supercondutividade da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, onde testes foram realizados para comprovar a supercondutividade da amostra. Em uma experiência de impedanciometria, a amostra é submetida a um campo elétrico alternado e a diferença de potencial entre dois pontos de sua superfície é medida. Esta diferença de potencial tem uma componente real, devida à resistência, e uma parte imaginária, associada à reatância. O estudo foi realizado variando-se a frequência da corrente AC (37 à 30kHz) e a temperatura (80K e 140K). Com os resultados experimentais, obtém-se informações sobre os efeitos da frequência da corrente AC nas propriedades eletrônicas do YBa2Cu3O7- nas proximidades de TC. Os resultados indicam que, em altas frequências, uma reatância indutiva pode ser identificada. Em geral, investigam-se os efeitos da frequência nas partes real e imaginária da impedância no regime de aproximação ao estado de resistência nula.

YBa2Cu3O7-δ (whereδ represents the deviation to the optimal stoichiometry for oxygen) is a superconducting compound of high critical temperature. The transition temperature from the normal phase to the superconducting phase, termed as critical temperature (CT), is approximately 92 K. This work has the objective of studying the AC electrical transport properties in a ceramic sample of YBa2Cu3O7-δ at levels close to CT by impedanciometry. It is worth highlighting that this system was not deeply studied with this technique. The sample in question was prepared in the Superconductivity Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Sul, where tests were performed to prove the superconductivity of the sample. In an impedanciometric experiment, the sample is submitted to an alternating electric field and the difference in potential between two points of its surface is measured. This potential difference has a real component, due to resistance, and an imaginary part, which is associated with reactance. The study was held by varying the frequency of the AC current (from 37 to 30kHz) and the temperature (80K and 140K). With the experimental results, we can obtain information about the effects of the frequency of the AC current in the electronic properties of YBa2Cu3O7- at levels close to CT. The results have indicated that, at high frequencies, an inductive reactance can be identified. Generally, we investigate the effects of frequency on the real and imaginary parts of the impedance in the regime approaching the zero-resistance state.