Untersuchungen zur Optimierung eines chemischen Prozesses für die Herstellung von YBa₂Cu₃O₇₋ₓ-Schichten

Untersuchungen zur Optimierung eines chemischen Prozesses für die Herstellung von YBa2Cu3O7-x-Schichten
Der oxidische Supraleiter YBa2Cu3O7-x wurde über verschiedene naßchemische Verfahren hergestellt, wobei die Acetylacetonate und Alkoholate von Yttrium, Barium und Kupfer sowie ein Heterometall-oxo-alkoholat eingesetzt wurden. Die thermische Zersetzung der metallorganischen Precursoren wurde unter dem Aspekt, den Prozeß zu optimieren, thermogravimetrisch und durch die Charakterisierung der Zersetzungsprodukte untersucht. Die gasförmigen Produkte konnten mit Hilfe der TGA-FTIR-Kopplung kontinuierlich erfaßt werden, die festen hingegen diskontinuierlich mittels Röntgenpulverdiffraktometrie und FT-IR-Spektroskopie charakterisiert. ... mehrAm Beispiel des Acetylacetonat-Precursors wurde der Einfluß der Atmosphäre auf die thermische Zersetzung umfassend dargestellt. Unter inerten Bedingungen entstand elementares Kupfer und Bariumcarbonat sowie geringe Anteile an kristallinem Y2O3 und BaY2O4. Die Pyrolyse an Luft führte zur supraleitenden Phase. Die kritischen Temperaturen der YBa2Cu3O7-x-Pulver von ca. 90 K wurden durch Magnetisierungsmessungen bestimmt. Über das optimierte Verfahren konnten c-Achsen-texturierte YBa2Cu3O7-x-Schichten auf (100)-orientierten SrTiO3-Substraten hergestellt werden. Die supraleitenden Schichten zeigten bei Tc,onset = 90 K eine sprungartige Widerstandsänderung mit einem DTc von 7 K.

Investigations to optimize a chemical process for the preparation of YBa2Cu3O7-x films
Superconducting YBa2Cu3O7-x materials were prepared by different chemical solution processes using the corresponding acetylacetonate and alkoxide as well as a heterometal oxo alkoxide. To optimize the process, the thermal decomposition of the organometallic precursor was investigated by thermogravimetrical measurements and characterizing examinations of the decomposition products. The gaseous products were investigated continuously by TGA coupled FT-IR spectroscopy; the solid reaction products were examined by X-ray powder diffraction and FT-IR spectroscopy. ... mehrThe dependence of the surrounding atmosphere during decomposition was studied in detail on the decomposition of the acetylacetonate precursor. Elementary copper and barium carbonate were formed under inert conditions besides small amounts of crystallized Y2O3 and BaY2O4; pyrolysis in air led to the superconducting phase. Transition temperatures of about 90 K were measured by magnetization experiments. The optimized process allowed the preparation of c-axis orientated YBa2Cu3O7-x layers on SrTiO3 (100) single-crystal substrates. The superconducting films exhibited a transition temperature of Tc,onset = 90 K with a transition width of 7 K.