Atımlı lazer yığılımı (PLD) tekniği kullanılarak üretilen BSCCO ince filmlerin fiziksel özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical properties of BSCCO thin films produced via pulsed laser deposition
Yazar: ONUR NANE
Danışman: PROF. DR. BEKİR ÖZÇELİK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Fiziksel buhar biriktirme = Physical vapour deposition ; Neodmiyum YAG lazer = Neodmiyum YAG laser ; Süper iletkenler = Superconductors ; Tavlama optimizasyonu = Annealing optimization ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Bu çalışmada, Atımlı Lazer Yığılma Tekniği (PLD) ile MgO (100) altlıklar üzerine büyütülen Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? süperiletken ince filmlerin yapısal ve süperiletken özellikleri araştırıldı. İlk olarak katıhal tepkime yöntemi ile uygun Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? hedef malzeme üretebilmek için, üretim teknikleri araştırması yapıldı. En uygun hedef üretim tekniği seçilerek farklı PLD parametreleri ile Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? kompozisyonuna uygun stokiyometri araştırması yapıldı. En başarılı PLD parametreleri kullanılarak üretilen ince filmler, kaplama sonrasında argon ve oksijen (Ar:93, O2:7) atmosferinde farklı sıcaklıklarda (800-880ºC) 10 dakika tavlanarak, Bi2Sr2CaCu2O8+? ince filmlerini üretmek için optimum ısıl işlem sıcaklığı araştırması yapıldı. Sonra Polimer yöntemi ile üretilen Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? hedef malzeme kullanılarak üretilen Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? ince filmler 860ºC'de farklı sürelerde tavlanarak Bi2Sr2CaCu2O8+? ince filmleri üretmek için optimum ısıl işlem süresi araştırması yapıldı. Üretilen filmlerin yapısal ve süperiletkenlik özellikleri XRD, SEM, AFM, EDX, M-T, R-T ve M-H ölçümleri ile analiz edilerek yorumlanmıştır. Bi2Sr2CaCu2O8+? ince filmleri üretmek için optimum tavlama sıcaklığı 860ºC ve optimum tavlama süresi 30 dakika olarak tespit edilmiştir. Katıhal tepkime yöntemi ile üretilen hedef malzeme ile üretilen Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? film 82 K'de diyamanyetik, 89 K'de sıfır direnç özelliği göstermektedir.

Abstract:
In this study, we have investigated the structural and superconductivity properties of the Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? thin films deposited on MgO (100) substrates by pulsed laser deposition (PLD). In first part, the different production conditions of solid state reaction method were investigated to synthesize the Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? target with optimum conditions. Secondly, we have tried the various parameters of PLD technique to obtain the best stoichiometry in accordance with Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? phase. The films which were deposited with optimum conditions were post-annealed in an atmosphere of a gas mixture of Ar (%93) and O2 (%7), at temperatures ranging in 800ºC-880ºC for 10 minutes to investigate the optimal post-annealing temperature. Later on, another target was produced via polymer method in order to use in an investigation of optimal post-annealing time for producing Bi2Sr2Ca1Cu2O8+? thin films. The structural and superconductivity properties of the films were investigated by XRD, SEM, AFM, EDX, M-T, R-T, and M-H measurements, than the results have been commuted. According to our results, the temperature of 860ºC was found as the optimal temperature value for the post-annealing and 30 minutes was the optimal time. The critical temperature, TC, of the film was measured as 82 K from M-T measurement and 89 K from R-T one for the film produced by target prepared via solid state reaction technique and annealed at 860ºC.