YBa2Cu3O7-x süperiletken ince filmlerin üretimi, bazı yapısal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
The Production of YBa2Cu3O7-x superconducting thin films and the investigation of their structural and electrical properties
- Tez No: 106494
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ALTUNBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: YBa2Cu307-x ince filmler, Ara katman, Kritik akım yoğunluğu, Ag Difuzyon katsayısı, Normal durum özdirenci, YBa2Cu307.x thin films, Buffer layer, Critical current density, Ag diffusion coefficient, Normal state resistivity VI fX. İTÜ*. 3Mu
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
ÖZET Bu çalışmada, süperiletken YBa2Cu307.x (123) ince filmler,“elektron-demetiyle buharlaştırma tekniği”kullanılarak, Ag/MgO ve MgO altlıklar üzerinde üretildi. Süperiletken ince filmlerin iyi kalitede üretimi için optimum şartlar araştırıldı; üretilen filmler değişik sıcaklık ve sürelerde tavlanarak, bunların elektriksel ve yapısal özellikleri incelenerek gerekli karşılaştırmalar yapıldı. Ayrıca YBa2Cu3C>7_x ince filminde, gümüşün difuzyon katsayısı ve aktivasyon enerjisi de hesaplandı. Her iki tür altlık üzerinde büyütülen filmlerin, 900-950°C arasındaki sıcaklıklarda yapılan tavlama işlemleri sonucunda, en iyi kalitede filmin optimum tavlama sürecinin, 930°C'de 5 saat olduğu tespit edildi. X-ışınları kırınımı (XRD) desenlerinden, iyi kristalleşmiş ortorombik faza ait (00f) piklerinin olması, filmlerin altlık yüzeyine dik c- ekseni boyunca yönelme eğüiminde olduğunu gösterir. Gümüş ara katmanının; YBa2Cu307_x ince filmlerin kristal yapısı ve süperiletkenlik özelliklerine etkisi, X-ışınları kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), EDAX analizi, elektriksel özdirenç ve kritik akım yoğunluğu ölçümleriyle incelendi. Ag/MgO üzerinde büyütülen filmlerin tavlanması sonucunda, Ag ara katmanından YBa2Cu307.x filmlerine gümüş difuzyonunun gerçekleştiği gözlendi. Ag/MgO altlık üzerinde oluşturulan ince filmin, MgO altlık üzerinde büyütülene göre, c-ekseni doğrultusundaki yönelmesinin arttığı ve ayrıca c örgü parametresinin de %0.1 kadar arttığı gözlendi (c=11.675±0.003 Â). Gümüş difuzyonunun etkisiyle, normal durum özdirencinin yaklaşık %67 kadar küçüldüğü ve oda sıcaklığı özdirencinin p= 0.48 m£Xcm olduğu ve Tk kritik sıcaklık değerinde ise önemli bir değişikliğin olmadığı gözlendi (Tk=90-92 K). Kritik akım yoğunluğu (Jk = 4.2 x 105 A/cm2) değeri ise gümüşün difüzyonu sonucu yaklaşık olarak 2.3 kat arttı. Numune yüzeyinin, gümüş difuzyonu etkisiyle daha düzgün hale geldiği görüldü. Ayrıca, YBa2Cu307.x ince filmlerde, 600-800°C sıcaklık aralığında, gümüşün difuzyon katsayısının sıcaklıkla değişiminin, D = 1.9 x 10"6 exp(-0.73/kT) biçiminde olduğu bulundu.
Özet (Çeviri)
SUMMARY The Production of YBa2Cu307.x Superconducting Thin Films and The Investigation of Their Structural and Electrical Properties In this study, superconducting YBa2Cu307-x (123) thin films have been evaporated on Ag/MgO and MgO by the electron-beam deposition technique. Optimum conditions have been investigated to produce good quality superconducting thin films. The produced films have been annealed for different temperatures and time periods, and after investigation of electrical and structural properties of each sample, the required comparisons have been carried out. In addition, diffusion coefficient and activation energy of Ag in YBa2Cu307.x thin films have been calculated. After the films obtained on two different substrates were annealed between 900- 950°C, we come to the conclusion that for the best quality films, the optimum annealing process is 5 hrs of annealing at 930°C. From the X-ray diffraction patterns, the presence of the (00/) peaks corresponds to a well crystallized single orthorhombic phase preferentially oriented with the c-axis perpendicular to the substrate surface. The effects of Ag buffer layer on the crystal structure and superconducting properties of YBa2Cu307.x thin film have been investiagated by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), EDAX analysis, electrical resistivity and critical current density measurements. After the annealing of the films grown on Ag/MgO substrate, diffusion effects have been observed from Ag buffer layer to YBa2Cu307.x thin film. Films grown on the Ag/MgO substrate have shown more preferred orientation along the c-axis and the lattice parameter c increased approximately by 0,1% in comparison with that of the films on MgO substrate. With the effect of Ag diffusion, it was observed that normal resistivity has decreased by 67% and room temperature resistivity was found to be p= 0.48 mQ.cm and Tk has not changed considerably (Tk=90-92 K). The value of criticial current density has been increased approximately by 2.3 times. It was observed that the surface quality of the sample has been improved with the effect of Ag diffusion. Moreover, in the YBa2Cu307.x thin films, between 600-800°C temperatures, the change of diffusion coefficient of Ag with temperature was found to obey 1.9x1ü"6 exp(-0.73/kT) equation.
Benzer Tezler
- YBCO süper iletken ince filmin Si altlık üzerine PED sistemi ile üretimi ve film özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of YBCO superconducting thin film on Si substrate and investigation of the film properties
ZAFER MUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiOrtaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ DOĞAN
- Fabrication and characterization of superconductor YBCO josephson junctions
Süperiletken YBCO josephson eklemleri yapımı ve karakterizasyonu
BERRİN PINAR ALGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DOĞAN ABUKAY
- Fabrication of metamaterial filters for terahertz wave applications by e-beam patterning
Terahertz dalgası uygulamaları için e-demeti şekillendirmesiyle metamalzeme filtre fabrikasyonu
YASEMİN DEMİRHAN
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
YRD. DOÇ. DR. GÜRCAN ARAL
- Çok katlı süperiletken YBCO ince filmlerin srtio3 ara-katmanlar kullanılarak üretilmesi
Çok katli süperiletken YBCO i̇nce filmlerin srtio3 ara-katmanlar kullanilarak üretilmesi
YİĞİTCAN UZUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLBEYİ AVCI
- Sol-jel metodu ile YBa2Cu3O7-x çözeltileri ve kimyasal reaksiyonların incelenmesi
Study of solutions and chemical reactions of YBa2Cu3O7-x using sol-gel method
HEDİYE ACUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Fizik ve Fizik MühendisliğiHarran ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. HALİL MUTLU