Production of BaMeO3 doped YBCO superconducting thin films by TFA-MOD technique

Abstract

Yüksek sıcaklık süperiletken malzemeleri (HTS) düşük sıcaklık ve yüksek manyetik alanlarda çok yüksek kritik akım yoğunluk (Jc) değerlerine sahiptir. Bu çeşit çalışmalarda süperiletken olmayan fazların nanoboyutta çökeltileri, dislokasyonlar, boşluklar, tane sınırları, ikiz sınırları, antifaz sınırları ve tane sınırlarındaki yalıtkan sınırlar gibi kristal hatalar akı iğnelemesi merkezleri olarak düşünülmektedir. Ancak Jc değerleri manyetik alanda artan sıcaklıkla hızlı bir şekilde düşmektedir. Jc`nin düşmesinin ana sebepleri yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin intrinsik kristal anizotropisi ve termal dalgalanmalar olduğu bilinmektedir. Ancak, efektif iğnelenme merkezlerinin yok olması ana sebeplerden biri olarak not edilmelidir. Bu nedenlere bağlı olarak yeni teknoloji HTS malzemelerde yapısal iğnelenme merkezleri nanoyapılı mühendislik ile geliştirilmektedir. Bunu sağlamak amacıyla bu çalışmada TFA-MOD metodu kullanılarak, yapısal iğnelenme merkezleri olarak BaMeO3 (Me: Zr, Hf, Ir, Sn, Mn, Mo, Nb vs.) perovskit yapılı nanonoktalar, nanoçubuklar veya nanopartiküller şeklinde yapıların YBa2Cu3O6.57 (YBCO) süperiletken filmlerin içine ilave edilerek kritik akım yoğunluğunun artırılması ve akı iğnelenmesi özelliklerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. High temperature superconducting materials (HTS) possess very high critical density (Jc) values at low temperature and magnetic fields. In these kinds of studies, crystalline defects, such as fine precipitates of non-superconducting phases, dislocations, vacancies, grain boundaries, twin boundaries, antiphase boundaries and insulating regions in grain boundaries are considered to act as pinning centers. However, the Jc values rapidly decrease with increasing temperature in magnetic field. The main reasons of the Jc depression are recognized to be the intrinsic crystalline anisotropy of HTS and the thermal fluctuations. Nevertheless, the lack of effective pinning centers should be noted as one of the main reasons. Depending on these reasons, a novel technology has been developed by means of a nanostructure engineering to create artificial pinning centers in HTS materials. In this respect, increasing critical current density and improvement of flux pinning properties of YBa2Cu3O6.57 (YBCO) superconducting films with BaMeO3 (Me: Zr, Hf, Ir, Sn, Mn, Mo, Nb etc.) perovskite nanodots, nanorods or nanoparticles, as pinning centers, on SrTiO3 substrate are aimed using TFA-MOD method in this study.