Substitution effects in CrAs superconductor. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Ms_thesis-Mohammed_Abubaker.pdf Download (1MB) | Preview

Arabic Abstract

(CrAs)حديثا (حزيران-2014) تم اكتشاف خاصية فرط الموصلية في مركب زرنيخ الكروم عند درجة حرارة انتقالية سجلت عند2 كلفن. تحقق هذا الانتقال الطوري عند تطبيق ضغط ميكانيكي وصل الى 8 كيلو بار، علما بأن هذا المركب لا يمتلك هذه الخاصية عند الضغط الجوي. كما صاحب تناقص في درجة الحرارة الانتقالية لكل من التغير في التركيب البلوري والحالة الانتيفرومغناطيسية. قمنا في هذه الأطروحة دراسة تأثير إحلال عنصر الأنتيموني بدلا من الزرنيخ في هذه العينة CrAs1-xSbx في محاولة لإحداث تغير في سلوك هذه المادة مع التغير في درجة الحرارة مشابها لأثر الضغط على هذا المركب. قمنا بقياس المقاومة النوعية عند درجات حرارة مختلفة تتراوح ما بين 300 و4 كلفن والتركيب البلوري عند درجة 300 كلفن. وجدنا أن درجة حرارة التحول المغناطيسي للمادة (والتي تعرف بدرجة حرارة نيل) تقل مع زيادة نسبة الأنتيموني. وجدنا أنه عند زيادة تركيز الأنتيموني إلى 45x=0. فأن درجة حرارة نيل قلت الى حد كبير بمعدل يساوي ( ( كلفن 10.67-)/(X %) ) على نحو يشبه تماما تأثير الضغط المكانيكي على نفس المركب. كما وجدنا عند نفس التركيز حدث تغير في التركيب البلوري للعينة هذه أصبحت العينة لها التركيب البلوري السداسي . بناء على نتائج في درجات الحرارة الانتقالية –مغناطيسية، تركيبية وفرط الموصلية- تمكننا من وضع رسم الشكل البياني للطور لهذه المادة(CrAs1-xSbx).

English Abstract

Recently the effects of the external pressure on a single crystal of CrAs have been reported[1]. High pressure ~8 kbar was found to suppress both structural and antiferromagnetic transition temperatures. This behavior is accompanied with emergence of superconductivity near ~2 K [1]. In this thesis work, we investigate another tuning parameter (elemental substitution at the arsenic site, Sb in this work) in an effort to suppress both magnetic and structural transformation in CrAs compound. Resistivity measurements performed on CrAs1-xSbx have been used to obtain magnetic and structural transition temperature. We found that CrAs undergoes antiferromagnetic and structure transition at TN=240 K. Moreover, a similarity between the Sb substitution and pressure effects in suppressing the antiferromagnetic order in CrAs has been confirmed in this work, a sharp liner drop in TN has been observed near x = 0.45 with slope ~-10.67 K/x%. The chemical composition and valance states in CrAs1-xSbx samples were obtained using XPS. We found that the atomic ratios for Cr and Sb are in excellent agreement with nominal values. Unexpectedly, we found that the arsenic has higher atomic ratio than nominal. We ascribed this to segregation of arsenic to the surface of sample. Moreover, the valance states for the elements were unchanged upon varying the antimony concentration; the chemical sates for the elements are Cr+3, As-3 and Sb-3.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor:	A. Ziq, prof.Khalil
Committee Co-Advisor:	Mohamed, Dr. Faiz
Committee Members:	Mekk, Dr. Abdelkrim and Haider, Dr. Muhammad Baseer and Al-Basheer, Dr. Watheq Ahmed
Depositing User:	MOHMMED ABEDULLAH ABUBAKER (g201205760)
Date Deposited:	08 May 2016 12:46
Last Modified:	01 Nov 2019 16:33
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139931