Electrical and magnetic properties of Bi(Pb)SrCaCuO superconductor thin film produced by sputtering method

Bu tezin ana konusu sadece Bi(Pb)SrCaCuO süperiletken ince film üretimi için sadece ideal tavlama ortamını belirlemek değil aynı zamanda 100 watt'lık dc güçte saçılma metodu ile üretilmiş filmlerin teknoloji ve endüstri uygulamaları için elektriksel, fiziksel, mikro yapısal, çivileme mekanizmasını ve süperiletken özelliklerini taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınım analizi (XRD), elektron dağılımlı X-ışını (EDX), özdirenç ve kritik akım yoğunluğu ölçümleri vasıtasıyla incelemektir. İlk aşamada, literatür araştırmasından sonra, en iyi yüzey morfolojisine ve süperiletken özelliklere sahip Bi(Pb)SrCaCuO film üretebilmek için farklı tavlama süreleri (15 dakika, 1.5 saat ve 3 saat ) ve tavlama sıcaklıkları (850, 860 ve 870 °C) belirledik. Yukarıda verilen deneyler üretilen 9 film üzerinde gerçekleştirildi. Elde edilen deneysel sonuçlar, 860 ? C 3 saat tavlanan süperiletken film en büyük Bi-2223 faz oranına, en yüksek kritik sıcaklığa, kritik akım yoğunluğuna, en iyi yapı, kristalleşme ve süperiletken tanecik arasındaki bağlantısına, en geniş parçacık boyutuna ve en düşük boşluğa ortaya koyduğunu gösterir. İkinci aşamada, 860 ? C de 3 saat tavlanan Bi-2223 ince filmin çivileme mekanizması ve süperiletken özellikleri 20 K'den 130 K'e değişen sıcaklığın bir fonksiyonu olarak 0-3 T aralığında farklı magnetik alan altında yapılan magneto özdirenç ölçümleri yardımıyla analiz edildi. Filimin başlangıç ( ) ve ofset ( ) kritik sıcaklıları, kritik sıcaklık değişimleri, aktivasyon enerjisi (U0), tersinmezlik alanı (?0Hirr), üst kritik alanı (?0Hc2), nüfuz etme derinliği (?) ve uyum uzunluğu (?) magneto özdirenç eğrilerinden belirlendi. Süperiletken özelliklerin, uygulanan magnetik alanın artmasıyla numunenin içindeki süperiletken tanecikler arası zayıf bağlantıların bir sonucu olarak bozulduğu bulundu. Son aşamada, üretilen Bi-2223 filmin anizotropik davranışını incelemek için atomik kuvvet mikroskobu (AFM), magnetik alan yönünün bir fonksiyonu olarak (dc magnetik alan ve film yüzeyi ile uygulanan magnetik alan arasındaki açı) magneto özdirenç ve kritik akım yoğunluğunu ölçümleri gerçekleştirildi. Film yüzeyi alan yönünde 0° den 90° ye 15° adımlarla değiştirildi. Ayrıca, çalışılan filmin aktivasyon (çivileme) enerji değerleri termal aktive akı akış modeli kullanılarak bulunurken akı çivileme kuvveti Kramer eşitliğinden analiz edildi. Yüzeyi merkezi olarak dağıtılmış ve tepe noktalarının aşırı miktarda oluşan Bi-2223 süperiletken filmin hem uygulanan magnetik alanın hem de açının 90° ye kadar artmasıyla (?0H//c-axis) süperiletken özelliklerin sistematik olarak azaldığı bulundu. Sonuç olarak, çivileme mekanizmasını ve süperiletken özellikler ciddi bir şekilde hem uygulanan alana hem de açıya ( ? ) bağlıdır, bu da üretilen numunenin anizotropik karakterini gösterir.Anahtar Kelimeler: Bi-2223 süperiletken ince film, Tavlama ortamı, Kritik sıcaklık, Kritik akım yoğunluğu, Aktivasyon enerjisi, İğneleme mekanizması, Anizotropik davranış.