Yitriyum ve evropiyum bazlı bakır oksit tabakalı seramikler: üretimi, empedans özelliklerinin tespiti ve yapay zeka ile tahmini

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında, x: 0; 0,4; 0,6; 1 olan (YxEu1-x) Ba2Cu3O6,5 perovskit seramiklerinin dielektrik, ac iletkenlik ve kompleks empedans özellikleri oda sıcaklığından 523 K'e kadar 1 Hz ve 20 MHz frekans aralığında incelenmiştir. Seramikler katı hal reaksiyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Ayrıca bu seramik örneklere ek olarak (Y0,5Eu0,5)Ba2Cu3O6,5 malzemesi aynı yöntem ile sentezlenmiş, diğer seramik örnekler ile aynı koşullarda mikroyapısal ve dielektrik özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Bunlara ek olarak, (Y0,5Eu0,5)Ba2Cu3O6,5 seramiği için dielektrik ölçümlerinde işlenmemiş farklı sıcaklık değerlerinde, 𝜀′ ve 𝜀′′ parametreleri makine öğrenmesi yardımıyla tahmin edilerek, deneysel veriler ile kıyaslanmıştır. Örneklerin XRD analizleri sonucunda, ortorombik yapıda kristalleştikleri görülmüştür. En yüksek ortorombiklik faktörü YBa2Cu3O6,5 seramiği için gözlenirken, diğer seramiklerdeki düşük ortorombiklik Eu ikamesi ile ilişkilendirilmiştir. Öte yandan, numunelerin dielektrik analizleri, Eu ikame oranı ve sıcaklıktan bağımsız olarak tüm seramiklerin negatif gerçek geçirgenlik (NRP) özelliğini ortaya çıkarmıştır. NRP fenomeninin kökeni Drude modeline dayalı olarak açıklanmıştır. Bununla birlikte, NRP'nin geçerli olduğu frekans aralığının x≥0,6 olduğu değerlerde ve yüksek sıcaklıklarda (T>500 K) maksimum olduğu bildirilmiştir. Ayrıca, NRP ile seramiklerin indüktif karakteri arasında bir korelasyon kurularak numunelerin hem empedans hem de kayıp tanjant spektrumları değerlendirilmiştir. DC iletkenliği ve kompleks empedans analizlerinin gerçek bileşeni, seramiklerin yarı iletken doğasını ve direncin negatif sıcaklık katsayısını (NSK) işaret etmektedir. AC iletkenlik analizleri de EuBa2Cu3O6,5 hariç seramiklerde baskın bir CBH yük taşıma mekanizmasına işaret etmektedir.