Investigación

Intergranular properties of uniaxially pressed YBa₂Cu₃O_7–δ ceramic samples

I. García–Fornarisª, E. Govea– Alcaide^b*, P. Muné^c, and R.F. Jardim^b

ª Departamento de Ciencias Básicas, Universidad de Granma, Apdo. 21, P.O. Box 85100, Bayamo, Cuba.

^b Instituto de Física, Universidade de São Paulo, C.P. 66318, 05315–970, S. Paulo, SP, Brazil.

^c Departamento de Física, Universidad de Oriente, Patricio Lummumba s/n, P.O. Box. 90500, Santiago de Cuba, Cuba, *e–mail: malvareza@udg.co.cu

Recibido el 27 de julio de 2009
Aceptado el 11 de enero de 2010

Abstract

We performed measurements of electrical resistivity as a function of temperature, ρ(Τ), in polycrystalline samples of YBa₂Cu₃O_7–δ (Y–123) subjected to different uniaxial compacting pressures. We observed by using X–ray diffractometry that samples have a very similar composition. Most of the identified peaks are related to the superconducting Y–123 phase. Also, from the X–ray diffraction patterns performed, in powder and pellet samples, we estimated the Lotgering factor along the (00l) direction, F(_00l). The results indicate that F_(00l) increases from 0.13 to 0.16. From electrical resistivity measurements as a function of temperature, we were able to separate contributions arising from both the grain misalignment and microstructural defects. We found appreciable degradation in the normal–state transport properties of samples with an increase in uniaxial compacting pressure. It seems that this type of behavior is associated with an increase in the influence of microstructural defects at the intergranular level. The experimental results are analyzed in the framework of a current conduction model of granular samples.

Keywords: Bi–based cuprates; granular superconductors; electrical properties.

Resumen

Se presentan mediciones de resistividad eléctrica como función de la temperatura en muestras policristalinas de YBa₂Cu₃O_7–δ (Y–123) sometidas a diferentes presiones de compactación antes de la sinterización final. Mediante el análisis de difracción de rayos–X se observó que las muestras poseen una composición muy parecida. En todos los casos la fase mayoritaria es de Y–123. Además, de los patrones de rayos X medidos en polvos y en pastillas, pudimos estimar el factor de Lotgering en la dirección (00l), F_(00l). Los resultados obtenidos indican que F_(00l) aumenta ligeramente desde 0.13 hasta 0.16. De las mediciones de resistividad eléctrica como función de la temperatura separamos las contribuciones asociadas con la desorientación de los granos y los defectos microestructurales. Se encontró un deterioro de las propiedades eléctricas de las muestras en estado normal con el aumento de la presión de compactación. Los resultados sugieren que el comportamiento obtenido esta asociado a un incremento de defectos microestructurales a nivel intergranular. Los resultados experimentales son analizados en el marco de un modelo de conducción eléctrica en estado normal propuesto para materiales granulares.

Descriptores: Cupratos basados en Bismuto; superconductores granulares; propiedades eléctricas.

PACS: 74.72.Hs; 74.81.Bd; 74.25.Fy

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Acknowledgments

This work was supported by the Brazilian agencies Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) under Grant No. 05/53241–9 and Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) under Grant No. 473932/2007–5. One of us E.G–A. acknowledges FAPESP under Grant No. 2009/51562–3. R.F.J. is CNPq fellow under Grant No. 308706/2007–2.

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