Ekran baskı yöntemi ile elde edilen Bi2-xPbxSr2Ca2Cu3O10+y üstüniletken kalın filmlerin galvanomagnetik özellikleri /
Yazar: ERTAN ŞAHİN
Danışman: DOÇ.DR. NECDET BAŞTÜRK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1996
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Kalın filmler = Thick films ; Süper iletkenlik = Superconductivity

Özet:
ÖZET Bu çalışmada Pb-katkılı Biı.7Pbo.3Sr2Ca2Cu30x (BSCCO) üstüniletken kalın filmler hazırlanmış ve elektriksel taşıyıcı (transport) özellikleri araştırılmıştır. Bi-Sr-Ca-Cu-0 sisteminde bizmut yerine kısmen kurşun katkılamak 2223 fazını kararlı kılar. Bİ2O3, PbO, SrCC>3, CaCC>3, ve CuO bileşikleri uygun stokiyometriyi verecek miktarlarda tartılarak kanştınlmıştır. Karışıma triethanoalamin ilave edilerek jel haline getirilmiştir. Hazırlanan jel ekran baskı yöntemi ile MgO alttaşlar üzerine sürülmüştür. MgO üzerine hazırlanan filmlere farklı süre ve sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanmıştır. Elde edilen filmlerin kalınlıkları 40-100 um arasında değerler almaktadır. Direnç ölçümleri standart dört nokta yöntemiyle 1 mA d.a. kullanılarak yapılmıştır. Örneklerin kritik sıcaklık değerleri 78-100 K arasında değişmektedir. Kritik akım yoğunluğu dört nokta yöntemiyle 77 K' in üzerinde 1 nV/cm ve 10 uV/cm kriterleri kullanılarak ölçülmüştür. Kritik akım yoğunlukları 80 K' de 3-4 A/cm2 olarak bulunmuştur. Filmlerin mikro yapısı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışmlan kırınımı desenleri ile araştırılmıştır. X-ışmlan kırınımı desenlerinden tavlama süresi ve sıcaklığı arttıkça yapıdaki 2223 fazının miktarının arttığı görülmüştür. Son olarak farklı kurşun-oksit' 1er (PbO, Pb02, Pb304) Bi-tabanlı seramiklere katkılanmış ve Pb304 katkılamanm 1 10 K' lik fazın oluşumunda daha etkili olduğu görülmüştür. Sonuç olarak ekran baskı yöntemi BSCCO (2223) üstüniletken kalın filmlerin hazırlanmasında başarıyla uygulanmıştır.

Abstract:
11 ABSTRACT In this work high-Tc Pb-doped Bii.7Pbo.3Sr2Ca2Cu30x (BSCCO) superconductor thick films were prepared and the electrical transport properties were investigated. Partial substitution ofPb for Bus known to stabilize the 2223 phase in the Bi-Sr-Ca- Cu-0 system. A mixture of Bİ2O3, PbO, S1CO3, CaCC>3 and CuO with appropriate proportions is made into a paste using triethanoalamine and is printed using the screen printing technique on MgO substrates. The films formed on MgO were prepared under varying sintering conditions. The fired film thicknesses were found to be in the range of 40-100 um. The resistance R(T) was measured by using standart four-probe arrangement with a d.c. current of 1 m A. The zero resistance temperatures are found to be in 78-100 K range. Critical current density was masured using a standart d.c. four-probe method over 77K with 1 uV/cm and 10 uV/cm criterions. Critical current densities are found to be in 3-4 A/cm2 at -80 K. The microstructure of the films was studied using scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction. X-ray diffraction data showed the decrease of 2212 phase amount and the increase of 2223 phase after long time annealing. Finaly we investigated the effects of doping a variety of Pb-oxides (PbO,PbC»2, PbsCu) into Bi-based seramics on the superconductivity. The results may indicate that the Pb304 doping into Bi-based superconductors are most effective in forming 1 10 K phase. In conclusion, screen printing method was used successufly for BSCCO 2223 phase high-Tc superconductor thick film preparation.