Production and Characterization of BaIrO3 Doped Superconducting YBCO Thin Films by TFA-MOD Method

Öz

BaIrO3 (BIO) doped YBa2Cu3O7-δ (YBCO) superconducting thin films were prepared using yttrium, barium and copper acetate on SrTiO3 (STO) single crystal substrates by Trifluoroacetic Acid-Metal Organic Deposition (TFA-MOD) method. The effect of added BIO nanoparticles on the film structure and superconducting properties were studied. Highly textured YBCO superconducting thin films on STO substrate were deposited by spin coating technique. Surface morphologies of the films were observed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and the morphological quality of the thin films was determined through atomic force microscopy (AFM). Thephase analyses of the films were investigated by X-Ray Diffractometer (XRD). In order to determine superconducting properties critical transition temperature (Tc) values of films were measured by using standart four point method. All YBCO films with BIO nanoparticles had Tc values over 91K. Results indicate that BIO added YBCO films exhibit denser surface and higher Tc values than undoped YBCO films

Anahtar Kelimeler

• Superconductivity, Thin film, YBCO, TFA-MOD, BaIrO3

BaIrO3 Katkılı Süperiletken YBCO İnce Filmlerin TFA-MOD Yöntemi İle Üretilmesi ve Karakterizasyonu

Öz

BaIrO3 (BIO) katkılı YBa2Cu3O7-δ (YBCO) süperiletken ince filmler, yitrium, baryum ve bakır asetatlar kullanılarak SrTiO3 (STO) tek kristal altlıklar üzerine Trifluoroasetik Asit-Metal Organik Depozitleme (TFA-MOD) yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. BIO nanopartikül katkıların film yapısı ve süperiletkenlik özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. Yüksek oranda tekstürlenmiş YBCO süperiletken filmler STO altlıklar üzerine spin kaplama yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Filmlerin yüzey topgrafyaları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, yüzey kaliteleri ise atomik güç mikroskobu (AFM) vasıtasıyla belirlenmiştir. Üretilen filmlerin faz analizleri X-Ray difraktometresi (XRD) kullanılarak araştırılmıştır. Süperiletkenlik özelliklerden kritik geçiş sıcaklığını (Tc) ölçmek için standart dört nokta yöntemi kullanılmıştır. BIO katkılı YBCO filmlerin tümünde 91K ve üzerinde geçiş sıcaklığı değerleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde BIO katkılı YBCO filmlerin katkısız YBCO filmlere göre hem daha yoğun bir yüzeye hem de daha yüksek Tc değerlerine sahip oldukları gözlemlenmiştir. © Afyon Kocatepe Üniversitesi

Anahtar Kelimeler

• Süperiletkenlik, İnce film, YBCO, TFA-MOD, BaIrO3

Kaynakça

1. Araki, T., Yamagiwa, K. & Hirabayashi I. (2001). Fabrication of YBa2Cu3O7-x film by metalorganic deposition method using trifluoroacetates and its process conditions. Cryogenics, 41, 675-681.
2. Birlik, I., Erbe, M., Freudenberg, T., Celik, E., Schultz, L. and Holzapfel, B. (2010). Flux pinning improvement of YBCO superconducting films with BaZrO3 nanoparticles prepared by chemical solution deposition method. Journal of Physics Conference Series, 234, 012004
3. Engel, S., Thersleff, T., Hühne, R., Schultz, L., and Holzapfel, B., 2007. Enhanced flux pinning in YBa2Cu3O7 layers by the formation of nanosized BaHfO3 precipitates using the chemical deposition method. Applied physics letters, 90, 102505.
4. Inoue, M., Kiss, T., Motoyama, K., Awaji, S., Watanabe, K., Yoshizumi, M. and Yamada, Y., 2009. Critical current property in YBCO coated conductor fabricated by improved TFA-MOD process. Physica C, 469, 1443-1445.
5. Obradors, X., Puig, T., Pomar, A., Sandiumenge, F., Pinol, S., Mestres, N., et al. (2004). Chemical solution deposition: a path towards low cost coated conductors. Superconductor Science and Technology, 17, 1055–1064.
6. Pomar, A., Llordes, A., Gibert, M., Ricart, S., Puig, T. And Obradors, X., 2007. Tuning the superconducting properties of YBa2Cu3O7 tapes grown by chemical methods. Physica C, 460-462, 1401-1404.
7. Rufoloni, A., Augieri, A., Celentano, G., Galluzzi, V., Mancini A., Vannozzi, A. et al. (2006). YBa2Cu3O7-x films prepared by TFA-MOD method for coated conductor application. Journal of Physics Conference Series, 43, 199–202.
8. Strickland, N.M., Long, N.J., Talantsev, E.F., Hoefakker, P., Xia, J., Rupich, M.W., Kodenkandath, T., Zhang, W., Li, X. and Huang, Y., 2008. Enhanced flux pinning by BaZrO3 nanoparticles in metal-organic deposited YBCO second-generation HTS wire. Physica C, 468, 183-189.