Physics / Fizik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/6
Browse
48 results
Search Results
Research Project Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerindeki özgün Josephson eklemlerinin tünelleme karakteristiği(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2004) Özyüzer, Lütfi; Kurter, Cihan; Eğilmez, Mehmet; Günel, AylinYüksek sıcaklık üstüniletkenlerinin, üstüniletkenlik mekanizmasının anlaşılması için çok büyük emek harcanmaktadır. Deneysel tekniklerde biri olan tünelleme spektroskopisi (üstüniletken-yalıtkan-normal metal (SIN) ve üstüniletken-yalıtkan-üstüniletken (SIS)), elektronların çiftlenme mekanizması hakkında önemli bilgiler verir. Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerinin büyük anisotropisi ve aşırı kısa koherens uzunluğu sebebiyle hala tekrarlanabilir düzlemsel tünel eklemler üretilememiştir. Kristal yapılarının kompleks olmasına karşın, bütün yüksek sıcaklık üstüniletkenleri bazı katmanları Cu ve O dan oluşan kare örgülerden oluşur. Üstüniletkenlik bu CuO2 düzlemlerdeki kuvvetli etkileşen elektronlardan kaynaklanırken birim hücredeki diğer katmanlar pasif boşluk doldurucular veya yük depoları gibi davranır. Bu mükemmel katmanlı yapı kullanılarak, Bi2Sr2CaCu2O8+d tek kristalleri veya c-exseni boyunca büyütülmüş incefilmleri kullanılarak mesa yapılar üretilebilir ve bunlar özgün Josephson eklemleri olarak isimlendirilir. Bu çalışmada, fotolitografi ve Argon iyon demeti milling yöntemi ile 10x10 mıkrometre ve 20x20 mıkrometre boyutlarında Bi2Sr2CaCu2O8+d tek kristalleri üzewrine özgün Josephson eklemleri hazırlanmıştır. Elde edilen eklemlerin, geniş bir sıcaklık aralığında (4.2-300 K) akım-gerilim ve tünelleme iletkenliği ölçülmüştür. Bir SIN eklemin tünelleme iletkenliği durum yoğunluğu ile orantılı olduğundan, SISISI… eklemleri seriside de bu durum yoğunluklarının birleştirilmesinden oluşur. Özgün Josephson eklemlerinin tünelleme iletkenliğide sonuçta, incelenen üstüniletkenin durum yoğunluğunun spektral özelliklerini (örneğin keskin sankiparçacık (quasiparticle) pikleri ve “dip” ve “hump”) göstermesi gerekir. Bu özellikler optimum doping yapılmış Bi2Sr2CaCu2O8+d örnekler için incelenmiş ve yasak enerji aralığının ve Josephson akımının dopinge bağımlılığı bulunarak SIN ve SIS ile elde edilenlerle karşılaştırılmıştır. Özgün Josephson eklemleri ve SIS lerin karşılaştırılması sonucunda tamamen farklı karakteristiklere sahip oldukları görülmüştür. Bu özelliklerin özgün Josephson eklemlerinde ısınma ve sankiparcacık enjekte edilmesi ile açıklanmıştırResearch Project Üstüniletken MgB2 tellerin üretimi ve karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Okur, Salih; Özyüzer, Lütfi; Abukay, Doğan; Emirdağ, Mehtap; Tanoğlu, Metin; Eğilmez, MehmetMgB2 alaşımının 39 K lik Tc kritik sıcaklığına sahip bir üstüniletken olduğunun 2001 de keşfedilmesi çok iyi üstüniletken olduğu bilinen NbTi ve NbsSn malzemelerinin yanısıra uygulamaya daha yakın yeni bir üstüniletken malzeme olma ümidini de artırmıştır. O günden bu güne MgB2 üstüniletken tellerin üretilmesi konusunda çok etkileyici bir aşama kaydedilmiştir. Daha yüksek kritik akım yoğunluğuna ulaşmak için gerekli parametrelerin araştırılması konusunda birkaç teknik geliştirilmiştir. Bunların arasında 'tüp içinde toz ' (TIT) adı verilen metot diğerlerine göre daha pratik ve ümit verici gözükmektedir. Bazı metal ve alaşımların TIT işleminde kılıf malzeme olarak kullanılmaya uygun bulunmuştur. Bunlardan demir ve alaşımları kısmen MgB2 özelliğini bozmadığı gibi manyetik ekranlama yaparak dış manyetik alanların kritik akım üzerindeki yan etkilerini azaltarak daha yüksek değerlere ulaşılmıştır. TIT yöntemi ile MgB2 üretimi sırasında iki farklı teknik vardır. Birisinde reaktif MgB2 tozlar kulanılırken diğerinde belli kimyasal oranlarda karıştırılmış reaktif olmayan Mg+2B tozları kullanılmaktadır. Daha sonra bu tozlar reaksiyon yapmayan bir tüp veya kapsül içine kapatılıp 900 ile 1000 °C civarında belirli bir süre tavlanmaktadır. Bu yöntem ile Demir kılıflı MgB2 üstüniletken tellerinden 15 K de 10 A/cm civarında bir Jc kritik akım yoğunluğuna ulaşılmıştır. Bu projede ilk adım olarak borik asitten M&B2 elde edilmiş ve elde edilen MgB2 in yapısını XRD ve SEM EDX mikroskopu ile karakterize edilmiştir. Uygun bir saflığa sahip MgB2 e ulaşıldığında elektriksel ve manyetik özellikleri pellet haline getirilip incelenmiştir, ikinci adımda ise üretilen MgB2 tozlarından üstüniletken MgB2 tel ve teyplerin TIT yöntemi ile üretilmiştir ve Cu, Fe, ve paslanmaz çelik gibi MgB2 ile etkileşmeyen malzemeler kılıf olarak kullanılanarak üretilmeye çalışılmış ve bu üstüniletken MgB2 tellerin özdirenç ve manyetik alana bağlı olarak kritik akım (Jc) karakteristiğinin sıcaklığa bağımlılığı incelenmiştir.Research Project Üstüniletken magnezyum borür (MgB2) tellerinin yüksek akım ve yüksek manyetik alan uygulamaları için geliştirilmesi(2008) Okur, Salih; Tarhan, Enver; Büyükköse, Serkan; Özyüzer, Lütfi; Tanoğlu, Metin; Emirdağ, Mehtap[No Abstract Available]Research Project Süperiletkenlerdeki Josephson girdap akısının terahertz ışıması(2008) Özyüzer, Lütfi; Okur, Salih; Tarı, Süleyman; Şimşek, Yılmaz; Ulucan, Savaş; Özdemir, Mehtap; Köseoğlu, Hasan[No Abstract Available]Research Project Magnetron sputtering yöntemiyle büyütülen manyetik tünel eklemleri' nin yapısal, elektronik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi(2009) Tarı, Süleyman; Özyüzer, Lütfi; Selamet, Yusuf; Vahaplar, Kadir; Tokuç, Hüseyin; Alagöz, Serhat HüseyinElektronun spin özelliğini kullanarak yeni elektronik aygıtların yapılması son zamanlarda çok yoğun araştırma konusu olmuştur. Bu aygıtlara spinin kontrol edilmesinden dolayı spintronik aygıtlar denmektedir. İki ferromanyetik katman arasına konulan bir yalıtkan bariyerden oluşan yapıya manyetik tünel eklemi denir. Elektronun bu katmanlardan yüzeye dik olarak geçisi quantum mekaniksel tünelleme olayı sayesindedir. Manyetik alan altında göstereceği direnç ferromanyetik katmanların birbirlerine göre manyetik yönelimlerine bağlıdır. Bu dirence tünel manyetik direnç (TMR) denir ve yüksek TMR değeri elde edilmesi spintronik aygıtların daha küçük ve yoğun yapılabilmesine yol açar. Bununla birlikte hızlı bilgi iletimi için FM/Y ara yüzeyinde direnç-alan çarpımının (RA) küçültülerek (~1Ω(μm)2 ) yüksek sinyal-gürültü oranı elde eldilmesi gerekmektedir. Bunun için iki yöntem kullanılmaktadır: yalıtkan filmin kalınlığını inceltmek (~1nm) veya arayüzeyde oluşan bariyer yüksekliğini küçültmek. İkinci yöntemde, küçük bant aralığına sahip yalıtkanların kullanılması gerekir. Yalıtkan olarak Ta2O5 kullanılması yenidir. Ta2O5 bant aralığı ~3.5eV’ tur ve FM/Ta2O5 arayüzeyinde ~ 0.4 eV bariyer yüksekliği verir. Bu projede Farklı FM katmanlar ve bariyerler kullanılarak MTJ’ ler büyütülmüşlerdir. Öncelikle Ta2O5 olmak üzere Al2O3, MgO bariyer olarak kulanılmıştır. MTJ’ ler iki farklı yöntem ile elde edilmiş ve manyetik direnç ölçümleri yapılmıştır. Spin kutuplanmış elektronların geçişini kontrol eden ve FM katmanlarının yönelimlerinin değiştirilmesi için gerekli olan farklı Hc değerlerine sahip FM filmler kullanılmıştır. Sürekli olarak büyütülen filmlerin yapısal, ve manyetik özellikleri çalışılmıştır. Elektriksel ölçümlerden oluşturulan bazı MTJ yapılarda, %3.5 dolayında TMR değeri bulunmuştur. Fotoelektron spektroskopisi analizlerinden ferromanyetik katmanların oksitlendiği görülmüş, ayrıca manyetik analizlerden ferromanyetik/(yalıtkan, metal) arayüzeylerde manyetik ölü katmanların varlığı tespit edilmiştir.Conference Object Probing the Density of States of High Temperature Superconductors With Point Contact Tunneling Spectroscopy(Springer Verlag, 2005) Özyüzer, Lütfi; Zasadzinski, John F.; Miyakawa, Nobuaki; Gray, Kenneth E.Tunneling spectroscopy measurements are performed on single crystals of single CuO2 layer Tl2Ba2CuO6+delta, double CuO2 layer Bi2Sr2CaCu2O8+delta (Bi2212) and polycrystal quadruple CuO2 layer CuBa2Ca3Cu4O12+delta using the point contact tunneling technique. I-V and dI/dV-V characteristics are obtained at 4.2 K. In spite of different number of layers and T-c values, all three high-T-c superconductors exhibit similar spectral features including dip and hump features reminiscent of strong-coupling effects in conventional superconductors. The doping dependence of Bi2212 is studied and several effects of the hole concentration on spectral features are found. A novel effect is that the energy gap increases in the underdoped region even as T-c decreases. Combining the doping dependence of the energy gap and the dip energy provides additional information in order to understand the mechanism of high-T-c superconductivity. Point contact tunneling studies of the doping dependence of the energy gap in Bi2212 also helped to understand local variations of the gap magnitude observed by scanning tunneling microscopy, indicating that this type of spectroscopy is an integral part of the tunneling technique.Conference Object Reactive Ion Beam Etching of Superconducting Bi2212 by Ta/Pr and Pr'/ta/pr Masks for the Generation of Thz Waves(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2009) Köseoğlu, Hasan; Türkoğlu, Fulya; Demirhan, Yasemin; Meriç Polster, Zeynep; Özyüzer, LütfiGeneration of powerful THz radiation from intrinsic Josephson Junctions (Ills) of Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8+delta) (Bi2212) may require mesas with large lateral dimension. However, there are difficulties in fabrication of perfect rectangular mesas. Mesa lateral angles should be close to 90 degrees to obtain IJJs with same planar dimensions for synchronization of IJJs. Since thick photoresist (PR) layer shades the lateral dimension of mesa during ion beam etching, we patterned Ta/PR and PR'/Ta/PR masks on Bi2212 and used selective ion etching to overcome this problem. The reactive ion beam etchings have done with ion beam of Ar, N(2) and O(2) and we have obtained mesas about 1 mu m with lateral angle of approximately 50 to 75 degrees which is better than the mesas fabricated with single layer mask.Article Citation - WoS: 150Citation - Scopus: 7Correlation of Tunneling Spectra in Bi2sr2cacu2o8+? With the Resonance Spin Excitation(American Physical Society, 2001) Zasadzinski, John F.; Özyüzer, Lütfi; Miyakawa, Nobuaki; Gray, Kenneth E.; Hinks, David G.; Kendziora, Christopher A.New break-junction tunneling data are reported in Bi2Sr2CaCu2O8+δ over a wide range of hole concentration from underdoped (Tc=74k) to optimal doped (Tc=95k) to overdoped (Tc=48k). The conductances exhibit sharp dips at a voltage, Ω/e, measured with respect to the superconducting gap. Clear trends are found such that the dip strength is maximum at optimal doping and that Ω scales as 4.9kTc over the entire doping range. These features link the dip to the resonance spin excitation and suggest quasiparticle interactions with this mode are important for superconductivity.Article Citation - WoS: 16Citation - Scopus: 18Tunneling Studies of Multilayered Superconducting Cuprate (cu,c)ba2ca3cu4o12+?(World Scientific Publishing Co. Pte Ltd, 2003) Miyakawa, Nobuaki; Tokiwa, K.; Mikusu, S.; Zasadzinski, John F.; Özyüzer, Lütfi; İshihara, T.; Kaneko, Tsutomu; Watanabe, T.; Gray, Kenneth E.Point contact tunneling data are reported in a multilayered high-T c cuprate (Cu,C)Ba2Ca3Cu4O 12+δ with Tc = 117 K. The tunneling spectra in the superconducting state (T ≪ Tc) display spectral features such as well-defined superconducting gap peak at ±Δ as well as dip-hump structures beyond the peaks. In some cases, the spectra with two-gaps have been observed, indicating the coexistence of two inequivalent superconducting layers. The statistical distribution of superconducting gap magnitude suggests two distinct kinds of superconducting gaps that may originate from two inequivalent CuO2 planes, a characteristics of multilayered cuprates with n ≥ 3.Conference Object Citation - WoS: 36Citation - Scopus: 40Thermal Management in Large Bi2212 Mesas Used for Terahertz Sources(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2009) Kurter, Cihan; Gray, Kenneth E.; Zasadzinski, John F.; Özyüzer, Lütfi; Koshelev, A. E.; Li, Q.; Yamamoto, T.; Kadowaki, K.; Kwok, W. K.; Tachiki, M.; Welp, U.We present a thermal analysis of a patterned mesa on a Bi 2Sr2CaCu2O8 (Bi2212) single crystal that is based on tunneling characteristics of the c-axis stack of ∼800 intrinsic Josephson junctions in the mesa. Despite the large mesa volume (e.g., 40 × 300 × 1.2 μm3) and power dissipation that result in self-heating and backbending of the current-voltage curve (I-V), there are accessible bias conditions for which significant polarized THz-wave emission can be observed. We estimate the mesa temperature by equating the quasiparticle resistance, Rqp(T), to the ratio V/I over the entire I-V including the backbending region. These temperatures are used to predict the unpolarized black-body radiation reaching our bolometer and there is substantial agreement over the entire I-V. As such, backbending results from the particular R qp (T) for Bi2212, as first discussed by Fenton, rather than a significant suppression of the energy gap. This model also correctly predicts the observed disappearance of backbending above ∼60 K.