Multifunctional colloidal solutions for transient liquid assisted growth of superconducting nanocomposite films
Els conductors recoberts (CCs) de superconductors d'alta temperatura (HTS) REBa2Cu3O7-[Delta] (RE = terres rares o itri) han sorgit com una nova classe de materials amb propietats físiques excepcionals, com els seus alts corrents elèctrics sense dissipació. Aquestes propietats úniques els conve...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/691865 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/691865 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Superconductivitat Superconductivity Superconductividad Òxids functionals Functional oxides Óxidos funcionales Nanopartícules Nanoparticles Nanopartículas Ciències Experimentals 546 |
| Sumario: | Els conductors recoberts (CCs) de superconductors d'alta temperatura (HTS) REBa2Cu3O7-[Delta] (RE = terres rares o itri) han sorgit com una nova classe de materials amb propietats físiques excepcionals, com els seus alts corrents elèctrics sense dissipació. Aquestes propietats úniques els converteixen en materials prometedors per a la producció d'energia, la distribució i el transport eficients d'energia i el consum energètic. No obstant això, l'aplicació generalitzada dels CC de HTS requereix una reducció de l'elevada relació cost-rendiment associada als mètodes de fabricació. En aquesta tesi, hem continuat la recerca del recentment inventat mètode de Creixement Assistit per un líquid intermedi (TLAG) que utilitza una tècnica de deposició química (CSD) per a fabricar capes de nanocomposites epitaxiales superconductores d'alt rendiment de YBa2Cu3O7-[Delta] (YBCO) a velocitats de creixement ultraràpides. Hem desenvolupat una metodologia nova per a preparar solucions precursores col·loidals i hem demostrat la seva capacitat per a fabricar capes de baix cost i alt rendiment de gran gruix. Per a superar algunes de les limitacions trobades en treballs anteriors, s'ha desenvolupat una solució col·loidal precursora estable de YBCO amb sals metàl·liques de propionat i solucions preformadas de nanopartícules (NPs) d'òxid metàl·lic de 5-10 nm (6-24% mol). Hem demostrat l'excel·lent rendiment de les solucions col·loidals multifuncionals desenvolupades en el procés TLAG, obtenint capes epitaxiales a velocitats de creixement ultraràpides de 1000-2000 nm/s, que van ser demostrades amb experiments in-situ de difracció de raigs-X de sincrotró. Aquestes velocitats de creixement superen en un factor de 10 els resultats anteriors sobre el mètode TLAG i son entre 1,5 i 3 ordres de magnitud superiors als mètodes de creixement convencionals. A més, aconseguim altes prestacions amb densitats de corrent crítiques de 1,5-2,6 MA/cm² a 77 K per a un gruix total de capa de ~400-900 nm, amb elevades quantitats de NPs de fins al 24 %mol. A més, les característiques desenvolupades de la solució col·loidal de YBCO, juntament amb l'optimització efectiva de les condicions de processament, van permetre millorar l'escenari d'immobilització dels vòrtexs de les capes nanocomposites crescudes mitjançant el mètode TLAG. Per tant, els resultats obtinguts revelen les oportunitats que ofereix el mètode de fabricació TLAG-CSD i l'impacte que pot tenir en la tecnologia industrial per a la producció de superconductors de baix cost i alt rendiment, especialment a camps magnètics elevats. |
|---|