Süperiletken YBCO ince filmlerin, yapısal, elektriksel ve manyetik özelliklerinin üretim parametrelerine bağımlılığının incelenmesi
The determination of the dependence of the structural, electrical and magnetic properties of the superconductive YBCO thin films on production parameter
Yazar: AYŞE BELKIS KARCI
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA TEPE ; YRD. DOÇ. DR. TEOMAN YILDIZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Süper iletkenler = Superconductors ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Bu tez çalışmasında süperiletken YBa2Cu3O7-? ince filmler DC Ters Çevrilmiş Silindirik Hedef Manyetik Püskürtme Sistemi (DC Inverted Cylindrical Magnetron Sputter) kullanılarak hazırlandı. Süperiletken ince filmlerin özellikleri, üretim parametrelerine oldukça bağımlıdır. Film kalitesini etkileyen bu parametrelerden bazıları; hedef malzeme ile kaplama yapılacak altlık mesafesi, altlık sıcaklığı, oksijen basıncı, toplam basınç ve kaplama hızı olarak sıralanabilir. Ancak filmin mikro yapısını en fazla etkileyen parametre kaplama hızıdır ve kaplama hızının değişmesiyle üretilen YBCO ince filmlerin mikro yapısı arasındaki ilişkide eksiklikler vardır. Manyetik püskürtme sistemiyle hazırlanan süperiletken YBa2Cu3O7-? ince filmlerin, değişen kaplama hızıyla süperiletkenlik özelliklerindeki değişimi objektif olarak inceleyebilmek için diğer parametreler sabit tutularak in-situ yöntemiyle örnekler üretildi. Elde edilen örneklerin yapısal, elektriksel ve manyetik özellikleri incelendi. Yapısal özelikler, X-Işını Kırınımı Analizi (XRD) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile belirlendi. Elektriksel özellikleri Direnç-Sıcaklık (R-T) ve manyetik özellikleri de AC Manyetik Duygunluk (?-T), Manyetizasyon (M-H) ve Kritik Akım Yoğunluğu (JC-H) ölçümleri ile incelendi. Bu ölçüm ve analizlerin sonucunda kaplama hızının değişmesiyle süperiletken YBa2Cu3O7-? ince filmlerin kristal yapıları ve yönelimleri, yüzey pürüzlülükleri, süperiletkenliğe geçiş sıcaklıkları, farklı manyetik alan ve frekanslardaki manyetik tepkileri ve kritik akım yoğunluğu üzerindeki etkileri tartışıldı.

Abstract:
In this thesis, superconducting YBa2Cu3O7-? thin films have been prepared by using DC Inverted Cylindrical Magnetron Sputtering system. The properties of the superconducting thin films deeply depend on the production parameters where some of these parameters might be listed as the distance between target material and substrate, substrate temperature, oxygen pressure, total pressure and deposition rate. However, parameters which effect the microstructure of the film is the deposition rate, but this relation was not understood very well. In order to understand the variation of the superconducting properties while changing the deposition rate of the superconducting YBa2Cu3O7-? thin films, some samples have been prepared by using in-situ method at DC Inverted Cylindrical Magnetron Sputtering system by fixing the other parameters. The structural properties have been determined by using X-Ray Diffraction (XRD) and Atomic Force Microscopy (AFM), electrical properties have been examined by using resistance-temperature (R-T) measurements and magnetic properties have been examined by using AC Magnetic Susceptibility (?-T), Magnetisation (M-H) and Critical Current Density (JC-H) measurements. As the result of these analyses, effects on the structure and orientation of the superconducting YBa2Cu3O7-? thin films, surface smoothness, superconducting temperatures, the magnetic responses in different magnetic fields and frequency and the effects on critical current density have been discussed.