propriedades dos supercondutores

Caracterizao estrutural e magntica do condutor

revestido TFAYBa2Cu3O7-X /MODCZO/ABADYSZ/SS obtido

atravs de impresso a jato de tinta

Maycon Rotta

Orientador: Prof. Dr. Rafael Zadorosny

Ilha Solteira SP

Abril/2014

Caracterizao estrutural e magntica do condutor

revestido TFAYBa2Cu3O7-X /MODCZO/ABADYSZ/SS obtido

atravs de impresso a jato de tinta

Maycon Rotta

Orientador: Prof. Dr. Rafael Zadorosny

Monografia apresentada faculdade de Engenharia UNESP Campus Ilha Solteira, como parte das avaliaes referente disciplina de seminrios. Os dados experimentais foram retirados do artigo publicado em outubro de 2013 na revista Supercond. Sci. Technol. Volume 26, cujo os autores so: Bartolome, E.; Vlad, V. R.; Calleja, A.; Aklalouch, M.; Guzmna, R.; Arbiol, J.; Granados, X.; Palau, A.; Obradors, X.; Puig, T.; Usoskin, A. Artigo intitulado como: Magnetic and structural characterization of inkjet-printed TFAYBa2Cu3O7X/

MODCZO/ABADYSZ/SS coated conductors, utilizado neste trabalho apenas como ferramenta de aprendizagem.

Ilha Solteira SP Abril/2014

SUMRIO

1 INTRODUO ....................................................................................................................05

2 REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................................................ 06

2.1 CAMPO MAGNTICO CRITICO (BC) EM SUPERCONDUTORES........................... 06

2.2 PROPRIEDADES DO ESTADO SUPERCONDUTOR.................................................. 06

2.2.1 Resistividade.................................................................................................................. 07

2.2.2 Calor especifico. ........................................................................................................... 07

2.2.3 Diamagnetismo perfeito................................................................................................08

2.3 SUPERCONDUTORES DO TIPO I E DO TIPO II..........................................................08

2.4 SUPERCONDUTORES DE ALTA TEMPERATURA CRTICA (HTSC).....................09

2.5 SISTEMA YBa2Cu3O7.......................................................................................................10

2.6 FILMES SUPERCONDUTORES.....................................................................................11

3 MATERIAIS E MTODOS.................................................................................................12

3.1 SNTESE...........................................................................................................................12

3.2 MTODOS DE CARACTERIZAO............................................................................13

3.3 MEDIDAS MAGNTICAS.............................................................................................14

4 RESULTADOS E DISCUSSO ........................................................................................14

4.1 CARACTERIZAO MORFOLGICA E ESTRUTURAL ........................................14

4.2 CARACTERIZAO MAGNTICA ...........................................................................19

4.2.1 Medidas em corrente continua. .................................................................................19

4.2.2 Medidas em corrente alternada.................................................................................24

5 CONCLUSO....................................................................................................................29

REFERNCIA BIBLIOGRAFICA......................................................................................30

RESUMO

A indstria dos supercondutores vem exigindo novas metodologias para a fabricao

de longos quilmetros de condutores revestidos de alta qualidade, taxa de crescimento

elevado e baixo custo de produo em escala. Este trabalho relata a fabricao por deposio

qumica de filmes YBCO espesso, altamente texturizados impressos a jato de tinta, usando

uma camada tampo Ce0,9Zr0,1O2 (CZO) depositada por MOD sobre um substrato ABADYSZ/SS. Para comparao um revestimento mais fino de 0,25m obtido por spin-coated

foi analisado. O estudo estrutural realizado por difrao de raios-x, microscopia tica, MEV,

MFA E MET demostrou o sucesso da camada de nivelamento recebido pela fita e a obteno

de filmes YBCO altamente homogneos e bem texturizados. A analise da granularidade por

magnetometria CC foi utilizada para determinar o dimetro mdio dos gros supercondutores

~2,5m, e as densidades de corrente critica intra e intergranular dos condutores revestidos

(CCs). Para amostra fina obtida por spin-coated, elevadas corrente criticas do intergro a auto

campo foram medidas (JCG = 40 e 3,3 MAcm-2 a 5 e 77K). Para a fita espessa, obtida por

impresso a jato de tinta, JCG foi reduzido em aproximadamente 30%, mas, notavelmente para

a corrente critica percolativa JCGB = 12,5 MAcm-2 foi apenas ~10% menor a 5K, graas a boa

preservao da textura. A 77K, JCGB = 1,3 MAcm-2, o que implica uma corrente critica IC=

117 A/cm de comprimento. Medidas de susceptibilidade CA nos permitiu demostrar a alta

homogeneidade dos CCS fabricados e investigar o diagrama de fases vrtices-pinning

magntico. Notavelmente a amostra grossa impressa a jato de tinta mostrou uma linha de

reversibilidade (IL) e energia de ativao trmica Ue (H) comparvel ao filme fino. Os

resultados abrem novas perspectivas para a fabricao com alta razo custo-benefcio de CCS

obtidos por mtodo totalmente qumico de filmes YBCO espessos multidepositados por jato

de tinta.

ABSTRACT

The superconductor industry is demanding new methodologies to manufacture km-

long, high quality coated conductors at high growth rates, using cost-effective, scalable

processes. This work reports the fabrication by an all-chemical deposition method of highly

textured, thick (0.9m) inkjet-printed YBCO films, using a Ce0.9Zr0.1O2 (CZO) capping

layer deposited by MOD, over a ABADYSZ/SS substrates. Thinner, 0.25m spin-coated

YBCO films were also analyzed for comparison. The structural study performed by x-ray

diffraction,optical, AFM, SEM and TEM microscopy demonstrates the success of the capping

layer for enhancing the planarity of the as-received tape and obtaining highly homogeneous

and well-textured YBCO films. DC magnetometry granularity analysis was used to determine

the mean superconducting grain diameter, ~2.5m, and the intra- and intergranular critical

current densities of the coated conductors (CCs). For the thin, spin-coated sample, high self-

field intragrain critical currents were measured (JCG= 40, 3.3 MAcm2 at 5, 77 K). For the

thick, inkjet-printed tape JCG was reduced by ~30%, but, notably, the percolative critical

current, JCGB = 12.5MAcm2,was only ~10% smaller at 5K, thanks to good preservation of

the texture. At 77 K, JCGB = 1.3 MA cm2 was achieved, implying a critical current of Ic =

117 A/cm-width. AC susceptibility measurements allowed us to demonstrate the high

homogeneity of the fabricated CCs, and investigate the magnetic vortex-pinning phase

diagram. Remarkably, the thick, inkjet-printed sample showed comparable irreversibility line

(IL) and activation energy for thermal depinning,Ue(H), to the thin sample. The present

results open new perspectives for the fabrication of high quality-to-cost ratio, all-chemical

CCs with yet higher Ic values by inkjet printing multideposition of thicker YBCO layers.

5

1 - INTRODUO

Em 1908 o holands Heike Kamerlingh Onnes anunciava a liquefao do gs Hlio ao

qual ocorre a 4.2 K (~ - 268C). A partir da K. Onnes comeou a estudar o comportamento

das propriedades dos materiais quando estes estavam sob baixa temperatura. Em 1911

estudando o comportamento da resistividade do mercrio observou que a 4.2 K a mesma caia

abruptamente a zero, mostrando que o material passou de um estado resistivo para um estado

supercondutor, o que indica uma transio de faze no qual as propriedades eletrnicas do

material so modificadas, descoberta esta que lhe rendeu o premio Nobel de Fsica em 1913 .

Alm do mercrio outros materiais como estanho, chumbo, nibio com temperaturas

criticas de 3,7 K, 7,2 K e 9,2 K, tambm apresentaram o mesmo comportamento

supercondutor, hoje so conhecidos 29 elementos, mas apenas 12 deles apresentam estado

supercondutor sob condies normais de presso (1,2).

Apesar da divulgao desta descoberta, e da grande importncia cientifica e

tecnolgica que ela representa, a utilizao deste material fora do laboratrio era

financeiramente invivel devido ao alto custo de produo e refrigerao.

Um anuncio que parecia comear uma era revolucionaria na tecnologia e fabricao

destes materiais foi feito em 1987 quando um grupo de pesquisadores liderados por Paul Chu

desenvolveram um material cermico, do sistema Y:Ba:Cu:O, que superconduzia a 94 K (-

179 C) bem acima da temperatura do ponto de ebulio do nitrognio ( -196 C), um fluido

relativamente barato, o que j torna a utilizao destes materiais comercialmente vivel (3).

Aps a descoberta das chamadas cermicas supercondutoras de alta temperatura

critica, uma corrida mundial foi iniciada a procura de novos compostos e mtodos de

preparao destes materiais. Hoje em dia j so conhecidos supercondutores que possuem um

temperatura critica por volta de 150 K ( -129 C).

Devido a grande importncia de se descobrir novos mtodos, simples e baratos para

produo de supercondutores, este trabalho tem o intuito de estudar e comparar as

caractersticas magnticas e estruturais de condutores revestidos por filmes YBa2Cu3O7-x

supercondutores, produzidos por mtodo de deposio em substrato girante (spin-coated) e

por impresso a jato de tinta (inkjet-printed).

6

2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 - CAMPO MAGNTICO CRITICO (BC) EM SUPERCONDUTO RES

A principal propriedade de um supercondutor a ausncia de resistividade abaixo de

Tc quando este material percorrido por uma corrente continua. No entanto, o campo

magntico tem forte influencia nas propriedades supercondutoras. Foi observado que qualquer

supercondutor possui um campo magntico mximo a que ele pode ser exposto sem perder

suas propriedades supercondutoras, este campo magntico chamado de campo magntico

critico (Bc), assim quando aumentamos a intensidade do campo magntico incidente sobre um

supercondutor, observamos que a sua temperatura critica diminui e quando o campo alcana

Bc as propriedades supercondutoras so totalmente suprimidas(1,2).

Figura 1 Induo Magntica Critica para Pb, Hg e In em funo da temperatura,

acima de Bc(T) os materiais perdem sua caracterstica supercondutora.

Fonte: adaptado de Ostermann (1) .

2.2 PROPRIEDADES DO ESTADO SUPERCONDUTOR

A supercondutividade no apenas observada pela abrupta queda da resistividade

quando alcanada a temperatura critica, mais tambm pela descontinuidade do calor

especifico e do se comportamento diamagntico perfeito.

7

2.2.1 RESISTIVIDADE

Quando um material supercondutor resfriado abaixo da sua temperatura critica, a condutividade deste material infinita, fator que facilita o transporte da corrente eltrica sem perda de energia por Efeito Joule como pode ser visto na figura 1(2).

Figura 2 Comportamento da resistividade em funo da temperatura

Fonte: POOLE (2).

2.2.2 - CALOR ESPECIFICO

A descontinuidade do calor especfico acontece quando se observa o seu

comportamento em relao a temperatura. O calor especfico acima da temperatura critica

obedece a equao de Debye (Cn = T + AT3), como pode ser visto na figura abaixo

representada pela parte linear da curva. Exatamente sobre a temperatura crtica o valor do

calor especfico tem um aumento e depois decai exponencialmente em relao a temperatura.

Este comportamento sobre a temperatura critica chamada de anomalia tipo lambida. Quando

um campo superior ao campo critico aplicado este comportamento no pode ser visto, e

assim o calor especifico tem o comportamento linear acompanho a linha tracejada conforme

representado na figura 2 (1,2).

Figura 2- Calor especifico de um supercondutor em funo da temperatura comparada ao

comportamento normal (linha tracejada), que pode ser obtido experimentalmente quando

submetemos o material a um campo magntico superior a Bc

Fonte: OSTERMANN (1).

8

2.2.3 DIAMAGNETISMO PERFEITO

Quando um material no seu estado supercondutor, com temperatura abaixo de

Tc exposto a um campo magntico fraco as correntes de blindagem superficial ou

supercorrentes produzem um campo magntico induzido que se ope ao campo magntico

externo impedindo que o mesmo penetre no seu interior, como representado na figura 4. Este

comportamento chamado de efeito Meissner e considerado um dos comportamentos mais

caractersticos e importantes do estado supercondutor (2).

Figura 4- Diamagnetismo perfeito apresentando abaixo da temperatura critica do supercondutor.

Fonte: Elaborado pelo prprio autor. 2.3 - SUPERCONDUTORES DO TIPO I E DO TIPO II

O efeito Meissner observado em todo supercondutor quando exposto a um campo

magntico relativamente fraco, no entanto, a resposta do supercondutor quando exposto a

presena de um campo magntico qualquer levou a classificao dos sistemas

supercondutores em dois tipos.

Os supercondutores do tipo I so aqueles que apresentam o efeito Meissner at um

certo valor critico de campo magntico externo, ao ultrapassar este valor critico de campo

magntico o seu comportamento muda abruptamente e o efeito no pode ser mais observado.

Devido a este comportamento os supercondutores do Tipo I apresentam apenas transporte de

corrente superficial, o que resulta na reduo da densidade de corrente critica Jc suportada por

estes materiais. A maioria dos elementos metlicos supercondutores so do Tipo I exceto

nibio, germnio e ligas compostas por esses metais (1,2), o seu comportamento pode ser

observado na figura 5a.

9

Os supercondutores do Tipo II apresentam dois campos crticos. O efeito Meissner

observado apenas no intervalo de campos magnticos abaixo de Hc1 onde no h penetrao

do campo externo no material. Aplicando campos superiores a Hc1 torna-se favorvel a

penetrao quantizada do fluxo magntico no seu interior, em coexistncia com o seu estado

supercondutor, caracterizando o estado misto ou estado dos vrtices. Este fluxo magntico

que penetra na amostra tem sentido contrario ao das correntes de blindagem, diminuindo a

magnetizao da amostra at o limite Hc2, onde a mesma se anula, ocorrendo a transio do

estado supercondutor para o estado normal, figura 5b. Os supercondutores Tipo II tem mais

aplicabilidade tecnolgica, pois valores de Hc2 bastante elevados podem ser encontrados neste

sistema, alem da densidade critica de corrente Jc tambm ser maior devido ao transporte de

corrente superficial e a corrente conduzida pelos estados normais presentes (1,2,4).

Figura 5- Comportamento da magnetizao M em funo da induo magntica aplicada B0=

0H em supercondutores (a) Tipo I e (b) Tipo II.

Fonte: Deimling (4).

2.4 - SUPERCONDUTORES DE ALTA TEMPERATURA CRTICA ( HTSC)

Na dcada de 80 foi observada a supercondutividade em xidos cermicos,

especialmente nos chamados cuprados (1,2). O primeiro foi descoberto no incio de 1986, por

Karl Alex Muller e Georg Bednorz (5). Este composto, formado por lantnio, brio, cobre e

oxignio, cuja frmula qumica LaxBa5-xCu5O5(3-y), apresentou TC em torno de 30 K.

Uma modificao na estequiometria, com frmula qumica, La2-xBaxCuO4, elevou a TC

para 38 K. Em 1987 foi descoberto por C.W. Chu e colaboradores (3), um cuprado com

temperatura crtica acima do ponto de liquefao do nitrognio (77 K). Este composto

constitudo por trio, brio, cobre e oxignio, apresenta temperatura crtica de

aproximadamente 92 K e sua frmula qumica YBa2Cu3O7-x. A estrutura cristalina dos

10

cuprados supercondutores caracteriza-se pela presena de planos atmicos paralelos de Cu-

O2, que so os responsveis pelas propriedades eletrnicas das fases normal e supercondutora,

os quais so separados por tomos de Y, La, Ba (ou Sr). Alm dos planos de Cu-O2 a

estrutura dos xidos supercondutores possui reservatrios de cargas constitudos de cadeias de

Cu-O. Verifica-se que para os HTSC contendo bismuto (Bi), tlio (Tl) ou mercrio (Hg), a

temperatura crtica aumenta com o nmero de planos de CuO2, o que evidencia a importncia

desses planos para a supercondutividade dos xidos cermicos (2,5).

2.5 - SISTEMA YBA2CU3O7

O YBa2Cu3O7 foi o primeiro supercondutor com TC acima do ponto do nitrognio

lquido (77 K). Este sistema apresenta uma estrutura cristalina ortorrmbica, comumente

denotada por 1-2-3. A principal caracterstica desta cela unitria a presena de dois planos

de Cu-O2. O plano de Cu-O2 denominado plano de conduo, no qual o estado

supercondutor se estabelece. Os planos Cu-O2 so separados por um tomo de trio. O plano

que contm o tomo de trio no possui tomos de oxignio. O papel do trio secundrio, ou

seja, ele separa os planos de Cu-O2. Quando o trio substitudo por outros lantandeos da

srie das terras-raras, no ocorrem grandes variaes nas propriedades supercondutoras do

material. Acima e abaixo deste empilhamento, esto localizados os planos Ba-O, onde um

tomo de brio compartilhado por quatro tomos de oxignio, localizados nos vrtices do

plano.

Finalmente, nos extremos superior e inferior da cela unitria, esto as cadeias Cu-O,

que apresentam deficincia de oxignio, e formam o reservatrio de cargas do sistema. Figura

6 (1,2,5,6).

Figura 6 Estrutura ortorrmbica do YBa2Cu3O7-.

Fonte: http://hoffman.physics.harvard.edu (6).

11

Este tipo de estrutura apresenta uma acentuada anisotropia planar o que implica em

fortes anisotropias em suas propriedades tanto no estado normal como no estado

supercondutor. A supercondutividade um fenmeno quase bidimensional que se estabelece

paralelamente ao plano ab, ou seja, no plano de conduo no sentido de formao dos planos

de Cu-O2 . No eixo c, a condutividade bem mais fraca que a estabelecida no plano ab (2,7)

2.6 FILMES SUPERCONDUTORES Na atualidade grande a pesquisa sobre condutores revestidos (Coated-Conductors-

CCs). Estes CCs so compostos por um substrato metlico que pode ser Ag, Au, Ni, Pt, ao

inox e Hastelloy (liga de Nquel), onde um filme supercondutor depositado. Estes so muito

mais econmicos que os monocristais e podem ser produzidos com reas elevadas.

Devido a grande diferena nas caractersticas entre o substrato e o filme supercondutor

alguns cuidados devem ser levados em considerao durante a sua produo, pois espera-se

que o crescimento do filme seja epitaxial e isento de gro, de forma a obter valores de Tc e Jc

mais elevados. As principais caractersticas esperadas so (8):

1 - desacerto muito pequeno no parmetro de rede (

12

3 MATERIAIS E MTODOS

3.1 SNTESE

A arquitetura de todos os CCs a que se refere este trabalho TFAYBa2Cu3O7-X

/MODCZO/ABADYSZ/SS. Os substratos so fitas com 4mm de largura e 1 mm de espessura de

ao inox (SS) no magnticas com trio estabilizado e zircnio (YSZ) depositados com feixe

alternado assistido (ABAD alternating beam assisted deposition) preparados pela Bruker

HTS, Alemanha (9). Uma camada tampo de Ce0,9Zr0,1O2-x (CZO) sobre YSZ foi utilizada, foi

empregado o mtodo de decomposio metalorganica (MOD Metalorganic decomposition)

para evitar a reao qumica e ajustar os parmetros de rede entre o YBCO e YSZ. Filmes

finos de CZO por volta de 20 30 nm foram depositados por spin-coating (deposio em

substrato girante) sobre substrato ABADYSZ/SS usando um tratamento a alta temperatura (900

C) (10).

O filme supercondutor YBCO foi preparado atravs de deposio por soluo qumica,

utilizando o Trifluoracetato (TFA). Neste processo durante a sntese da soluo percussora,

trifluoracetatos so formados dos acetatos metlicos (Y, Ba, Cu) dissolvidos em gua

deionizada e acido trifluoracetico. A soluo aquosa depois de refinada resulta em um gel azul

vtreo que dissolvido em metanol para formar a soluo de revestimento final e em seguida

submetido a pirlise.

Durante a pirlise um filme de microestrutura de nano cristais de CuO mergulhado em

uma matriz amorfa de oxidofluoreto YBaO-F se forma por volta de 350C, com o aumento da

temperatura por volta de 810C em fluxo de nitrognio a 200 ppm, de oxignio e sob uma

presso de 23 mbar, esta matriz convertida em um filme YBCO altamente texturizado como

mostrado na figura 7 (11,12).

Figura 7 Processo TFA para fabrio do filme supercondutor YBCO.

Fonte: Figura adaptada de FALTER (11).

13

Uma seqncia de recozimentos abaixo de 450C com fluxo de oxignio necessrio

para dopar o supercondutor, resultando em uma transio da fase tetragonal para

ortorrmbica.

Dois diferente CCs so discutidos neste trabalho. A primeira amostra com filme

supercondutor YBCO de 4 x 5 mm2 com espessura por volta de t= 0,25 m (ABAD0,25m) foi

preparado por rota TFA a partir de uma soluo anidra com concentrao total de 1.5M. (13).

A segunda amostra de 4 x 5,3 mm2 de espessura de t = 0,9 m. A camada

supercondutora YBCO foi depositada por impresso a jato de tinta (inkjet printing) usando

uma concentrao de 0,5M para facilitar o processo (14). O crescimento deste filme espesso

foi em trs ciclos de deposio-pirlise, sobre o previamente preparado

/MODCZO/ABADYSZ/SS.

Para o propsito de comparao, foi estudado 2 filmes YBCO crescidos em um

monocristal com orientao 001 de 5 x 5 mm2 de LAO ( LaAlO3), obtidos pela rota TFA(16-

artigo), com espessura de t=0,25 e 0,8 m, que foram chamados de SC0,25m (spin-coated) e

SC0,8m (inkjet-printed).

3.2 MTODOS DE CARACTERIZAO

Para as caracterizaes de raios X foi utilizado um sistema GADDS da Bruker,

capaz de detectar difraes em duas dimenses, ideal para analise cristalogrfica de textura

das amostras.

Um microscpio de Fora atmica Agilent 500 com ponta de silcio foi utilizado para

analisar a morfologia do tampo depositado no substrato. Para o tratamento das imagens

obtidas foi utilizado o software comercial Mountains Map SPM-IMAGE 5.0. Atravs do

software foram extrados os valores mdios da rugosidade e tambm a frao da rea plana

ocupada.

A espessura da camada supercondutora aps remoo por ataque qumico, foi

determinada por poliformetria.

Outras informaes sobre a superfcie YBCO, como porosidade e uma avaliao da

nucleao (a/b) foi obtido usando um microscpio eletrnico de varredura (SEM) da FEI , o

Quanta 200 FEG, onde o feixe foi focado a uma distncia de 10 mm da amostra.

Ainda para anlise da morfologia foi utilizado um microscpio eletrnico de

transmisso (TEM) com um detector de campo escuro de alto ngulo, FEI Titan ( 60-300kV)

14

equipado com corretor probe-aberration, um monocromador e um canho de eltrons

XFEG operando a 300 kV.

3.3 MEDIDAS MAGNTICAS

A caracterizao magntica foi realizada atravs de um magnetmetro cilndrico em

corrente contnua (CC) e alternada (CA). As medidas magntica CC foram realizadas com um

magnetmetro de interferncia quntica constitudo de uma bobina supercondutora de 9 T,

que permite a variao da temperatura da amostra de 5 K at a temperatura ambiente.

As amostras foram colocadas perpendicularmente a um campo magntico CC e os

ciclos padres de histerese magnticos foram medidos com resfriamento sob um campo

magntico nulo (zero field cooled ZFC). Para as analises dos ciclos de histerese magntica

nas amostras ABAD, o momento magntico proveniente do substrato SS foi removido (15).

As medidas de susceptibilidade CA em funo da temperatura foram realizadas

atravs de um sistema de medidas de propriedades fsicas (PPMS), com amplitude entre

0HAC = 0,01 e 1,5 mT e em CC com campos de 0 9 T, aplicados perpendicularmente ao

substrato a uma freqncia de 11 at 10000 Hz.

4 RESULTADOS E DISCUSSO

4.3 CARACTERIZAO MORFOLGICA E ESTRUTURAL

Na figura 8 a imagem topogrfica obtida atravs da microscopia de fora atmica

(AFM) da superfcie da fita com a deposio ABAD mostrada. Apesar da baixa rugosidade

(rms) 1,7 nm, interessante notar que a frao da rea plana atinge 61% (10), de acordo com

a morfologia mostrada na figura 8b. Experimentos iniciais mostram que a deposio direta do

filme YBCO supercondutor no ABADYSZ/SS no foi bem sucedida, devido a ocorrncia de

reatividade, formando o BaZrO3, que diminui a corrente critica (16). Assim, a deposio da

camada tampo, neste caso de 20 nm de espessura composta por CZO, foi necessria para

evitar esta reatividade.

15

Figura 8 (a) Imagem topogrfica de AFM do substrato e do revestido por ABAD/YSZ/SS; (b)

binarizao da imagem topogrfica anterior, com azul correspondendo ao gros planos( um

valor limite de 1,5 nm foi considerado para o calculo da planaridade); (c) aspecto morfolgico

resultante da imagem topogrfica da camada tampo CZO; (d) planaridade do CZO calculada

atravs da imagem anterior;

F

Fonte: Elaborado pelo prprio autor.

A morfologia do MODCZO foi estudada por AFM, que nos d ainda mais informaes

sobre a topologia da superfcie, figura 8c. Aplicando o mesmo procedimento mencionado

acima para a obteno da imagem de AFM de planaridade da camada de nivelamento CZO,

observamos que a frao de rea plana foi aumentada agora para 68%.

A figura 9a mostra um tpico 2D de uma difrao de raios x padro de - 2 para o ABAD/YSZ crescido sobre a fita SS. O xido YSZ apresenta picos de difrao correspondentes

aos planos (00), como pode ser visto na figura 9b. O substrato policristalino representado

por um cone no padro de difrao.

A figura 9c plotada de - 2 e a sua integrao a figura 9d, indica que o MOD/CZO

cresce epitaxialmente no ABADYSZ/SS . Surpreendentemente a reflexo policristalina (220)

do YSZ aparece aps tratamento trmico a alta temperatura, mas esta reflexo no pode ser

16

vista no CZO. Contudo as reflexes (00 ) ainda so dominantes. Wang et. al. (17) observou

alguns fenmenos quando se deposita CeO2 no IBADYSZ/Hastelloy ( IBAD -on beam assisted

deposition). A explicao pode ser associado a recristalizao da camada do ABADYSZ a alta

temperatura (900C), necessria para adequado crescimento do MODCZO.

Figura 09 (a) difrao de raios- x em 2D para a fita com ABADYSZ/SS; (b) integrao do

grado anterior; (c) padro de difrao do CZO crescido no ABADYSZ/SS; (d) espectro de raios-

x obtido aps a integrao dos valores do quadro anterior;


As propriedades estruturais e morfolgicas dos dois filmes TFAYBCO depositados em MODCZO/ABADYSZ/SS foram estudas. A difrao de raios-x padro da fita ABAD0,25m

produzida por spin-coated aps seu crescimento mostrada na figura 10a. Uma textura plana

e no plana de alta qualidade foi observada para as reflexes (005) e (003). Notavelmente,

uma boa textura na regio no plana mantida para a amostra ABAD0,9m produzida por

impresso da jato de tinta, mostrado na figura 10c, e apenas uma diferena de 1 no plano

registrada, quando comparado com o filme mais fino. A microscopia eletrnica de varredura

(SEM) mostra que ambas as pelculas YBCO so densas, sem qualquer vestgio de

alinhamento gros na direo a, como pode ser visto na figura 10b e 10d.

17

Figura 10 (a) e (c) Padro de raios-x Bi-dimensional para as fitas ABAD0,25m e ABAD0,9m, (b) e (d) imagens obtidas por SEM do filme fino e do espesso.


As amostras foram caracterizadas em mais detalhes usando um microscpio eletrnico

de varredura por transmisso (STEM). A figura 11a exibe uma baixa ampliao da seo

transversal da imagem feita com o campo escuro anular (ADF). A intensidade obtida com esta

tcnica permite que a arquitetura da camada da fita possa ser discernida, sendo a intensidade

apresentada proporcional ao quadrado mdio do nmero atmico Z. Na figura 11b a aparte de

cima da arquitetura mostrada, onde a orientao epitaxial da camada YBCO pode ser

observada, trs diferentes gros so rotulados nesta figura. Os contornos de gros so

marcados com uma linha tracejada. Tal como observado no lado esquerdo da imagem, o

contorno de gro entre 1 e 2 tem uma morfologia sinuosa, j entre o 2 e 3 este contorno

uniformemente perpendicular por toda a espessura do filme.

18

Figura 11 (a) imagem da seo transversal da amostra ABAD0,25m obtida por STEM com

baixa ampliao e alto anglo de campo escuro anular; (b) imagem mais prxima da amostra;

(c) imagem ampliada da interface YSZ/BCO/YBCO; (d) imagem com baixa ampliao, onde

pode-se observar o tamanho dos gros BCO.


Fora do plano a misorientao ( diferena na orientao entre um material cristalino e

um policristalino) entre gros obtida atravs de transformada rpida de Fourier (FTT) nos

gros adjacente 1 e 2, muito pequena (

19

nm. Apesar do fato de ocorrer tal reao entre YBCO e CZO, a orientao c no YBCO no

perturbada e a interface observada realmente muito plana. Pensa-se que na verdade ocorre a

nucleao dos YBCO cubo sobre cubo, sobre o CZO antes da reao da interdifuso ocorrer,

preservando assim a textura biaxial do filme supercondutor.

A figura 11d mostra a imagem obtida por ADF STEM em baixa resoluo para a

interface BCO/YSZ, onde pode ser visto que a camada tampo tem aproximadamente 40nm.

O tamanho dos gros do CZO, antes de reagir para formar o BCO estimado na ordem de

30nm, baseado na razo entre a densidade das duas fases. Assim nestas fitas supercondutoras

os gros so 100 vezes maiores e o crescimento do gro no est correlacionado aos gros do

tampo, diferentemente do casso do RaBiTs, onde o YBCO cresce repetindo a orientao

cristalogrfica do substrato metlico (20).

4.2 CARACTERIZAO MAGNTICA

4.2.1 MEDIDAS EM CORRENTE CONTINUA

A figura 12 mostra o ciclo de histerese magntica medida para as duas amostras

ABAD estudadas, para um campo aplicado mximo de 0Hm = 5 T a 5, 50 e 77 K, aps a

subtrao da contribuio do substrato. O ciclo M(H) exibe um mximo e reverte a

magnetizao quando um campo magntico positivo aplicado, o que tpico de uma

amostra granular (21). O efeito da granularidade ser discutido mais tarde.

Figura 12 (a) Ciclo de histerese saturada para a amostra ABAD t=0,25 e 0,9 m a

temperatura T = 5, 50 e 77 K. A figura interna mostra a reverso do pico da magnetizao devido a granularidade; (b) Densidade de corrente critica do contorno de gro em funo da

campo magntico para os dois CCs a mesma temperatura; JcG(H) para o filme crescido em um

simples cristal t=0,8m tambm mostrado para comparao (*). A figura interna mostra o diagrama de fases dos vrtices magnticos para as amostras ABAD0,9m () e ABAD0,25m ().


20

A densidade de corrente critica dependente do campo obtido a partir destes laos

saturados, aplicando a aproximao de Bean para um disco fino, JCGB(H) = 3M(H)/R, onde R

o raio efetivo da amostra, figura 12b.

O ABAD0,25m alcana alta densidade de corrente critica, de aproximadamente 14,2

MAcm-2 (5K), 1,8 MAcm-2 (77K), enquanto ABAD0,9m alcana 12,5 MAcm-2 (5K) e 1,3

MAcm-2 (77K), tabela 1. Portanto, as amostras ABAd0,9m apresentam Jc levemente menor do

que o filme mais fino ABAD0,25m, mas em contrapartida retorna uma corrente por centmetro

de comprimento obtida por induo de IC = 117 A/cm a 77K, por volta de 3 vezes maior.

Fonte: Elaborao do prprio autor.

A densidade de corrente em auto campo alcanado polo mtodo de impresso a jato de

tinta promissor. Para comparao, o crescimento do filme YBCO/PDL (deposio a laser

pulsado PDL) da ordem de 1,0 m para os mesmo substratos ABADYSZ/SS alcana 1,2 2,5

MAcm-2 (77K) (26-artigo). Em relao ao crescimento por CSD dos CCS, Weng et al (17)

relata para TFAYBCO/MODCZO/IBADYSZ/Hastelloy um valor aproximado de JcGB ~ 1,2 MA

cm-2 (77K), para uma amostra de 200 nm ( IC = 24 A/cm de comprimento) (22). De outro

lado, Izume et al (22) relata valores de IC to altos quanto 735 A/cm de comprimento, para

filmes de 2 m de espessura, mas a arquitetura empregada TFAYBCO/PDLCZO/IBADGZO/Hastelloy requer o deposito por PLD.

Discutiremos agora a dependncia da densidade de corrente critica intergranular em

relao ao campo aplicado para as duas amostras ABAD, figura 12b. A curva JC (H) para o

filme no granular de espessura 0,8m , SC0,8m foi plotada pra comparao. A dependncia

de JC (H) do filme no granular SC0,8m mostra um comportamento esperado, a densidade de

corrente critica em escala log-log exibe um patamar em campos baixos, associado a um nico

regime fixo, enquanto que acima deste campo, 0HSC

Cross H- com o expoente dependendo

da temperatura 0< (T)

21

na presente amostra aumenta de 0,56 (5K) para 0,76 (77K). Finalmente a densidade de

corrente critica diminui muito rapidamente quando a medida da linha de reversibilidade (IL)

se aproxima.

Para as duas amostras ABAD com dependncia intergranular, JcGB(H) segue com um

valor qualitativamente semelhante. Um patamar observado a baixos campos, abaixo de

0HCROS(T), (regio I), seguido pela dependncia da Lei da Energia (regio II). As amostras

ABAD0,9m (ABAD0,25m) mostram valores independentes da temperatura para = 0,560,05

(0,590,05). Com isso observado uma dependncia mais suave para o filme mais espesso

em relao ao filme mais fino.

O cruzamento do campo 0HCROS(T) para amostra ABDA0,9m foram marcados com

setas na figura 12b. A figura interna mostra o diagrama de fases de vrtices obtido para as

duas amostras ABAD estudadas, onde a linha 0HCROS(T) separa a regio I e II. Para

ABAD0,9m a linha 0HCROS(T) encontra-se ligeiramente abaixo da ABDA0,25m. De qualquer

forma o diagrama de fases obtido comparvel com os relatados para outras amostras (23).

Para as caracterizaes de granularidade das amostras ABAD, utilizamos o mtodo

desenvolvido por Palau (23) para simultaneamente determinar o tamanho do gro e a inter e

intragranular corrente critica, a partir da medida dos ciclos menores de M(H). Ciclos de

histerese magntica a diferentes valores de mximos do campo magntico Hm foram medidos

de 5 a 77 K para ABAD0,25m e 5 K para ABAD0,9m, figura 13.

O deslocamento da magnetizao mxima Mmax para um valor de campo

aplicado positivo Hpeak, tem sua origem no retorno do campo induzido pelos gros nos limites

dos contornos de gro (GBS). Um pico observado para o campo de retorno do contorno de

gro (GB), o campo magntico aplicado menos o campo de retorno vindo a partir dos gros

zero: HGBloc= Ha - Hreturn. Como o mximo campo aplicado (Hm) aumenta, a posio dos picos

aumenta at atingir um valor de saturao Hsatpeak num campo Hmsat(Hsatpeak). Alm disso o

momento magntico remanescente aumenta com Hm at que se satura o campo Hm(Mremsat) de

modo que os gros fiquem totalmente saturados. Ao se medir 0Hsat

peak e Hm (Msat

rem) o

dimetro do gro pode ser estimado pela relao:

onde n, x so numericamente calculados dependendo da relao do aspecto geomtrico dos

gros a/t dado em (15,24). O tamanho do gro foi calculado a partir das medidas a 5 K, pois o

deslocamento do pico com Hm pode ser medido com um erro menor do que a 77 K.

22

Figura 13 (a) Ciclo de histerese magntica medidas a 5K para a amostra ABAD t=0,25m

com 0Hm = 0,01, at 0,8T; (b) evoluo do pico Hpeak, e a figura interna mostra a

magnetizao remanescente em funo do campo mximo aplicado Hm a 5K; (c) ciclo de

histerese magntica medido com 0Hm de 0,01 a 0,1T e a figura interna mostra a evoluo

posicional do pico de Hpeak com Hm a 77K.


A densidade de corrente critica do intergro foi determinada usando o valor obtido anteriormente para Hsatpeak e x, atravs da expresso (15):

A tabela 1 resume os valores experimentalmente determinados para Hsatpeak e

Hm(Msat

rem), e as principais caractersticas granulomtricas encontradas para as duas amostras

ABAD.

Os tamanhos mdios dos gros nas duas amostras so semelhantes, dentro do erro, que

mostra que a deposio de camadas mltiplas de YBCO no afeta de forma significativa o

crescimento de gros. Deve ser notado que a mdia do tamanho de gro magntico

23

maior do que a mdia do tamanho estrutural de gros estimada a partir da STEM, figura 11b.

No entanto, isso no deveria ser surpresa desde que: (i) h uma distribuio de tamanhos de

gros; e (ii) o desalinhamento entre os dois gros, ditos como diferentes na imagem do STEM

em contraste cinza, pode ser muito pequena, tornando-os indistinguvel do ponto de vista da

corrente indutiva. Os dimetros dos gros obtidos so da ordem dos tamanhos de gros

magnticos normalmente relatados para amostras IBAD 0,5 5 m (23).

No que se diz respeito aos valores de densidade de corrente critica no intergro, varias

concluses podem ser tiradas. A densidade de corrente critica JCG no intergro medida para

ABAD0,25m so semelhantes aos alcanados pelos filmes YBCO em MODCZO/YSZ em

substrato monocristlino (25). A diminuio de JCG em relao a temperatura (5 K 77 K)

tambm semelhante ao relatado para SCS (26).

A razo entre a corrente critica inter por intragro em campos perto do auto campo

medidos para 77 K nas amostras ABAD0,25m da ordem de JcGB/ JC

B 0,4 0,5. Assim

vemos que sob estas condies de campo, a corrente de percolao limitada pelas GBS. Isto

est de acordo com Kim et al (27), que mostrou por medidas que JcGB se transporta em pontos

atravs de vrios gros, ao passo que em campos elevados a corrente total finalmente

limitada pelos gros, a baixos campos a corrente nesses CCs limitada pelos contornos de

gros. Comparando-se com dados para duas amostras de 5K, pode-se observar que JCG no

intragro 31% menor para o ABAD espesso multi depositado de 0,9m do que para a

amostra ABAD0,25m, j o JCGB do intergro tem um decrscimo de apenas 12% em 5K.

Foi amplamente relatado que as propriedades da corrente critica do YBCO geralmente

diminuem com a espessura (28, 29). Em condutores revestidos, a reduo do intragranular

JCG(t) daria origem a partir da alterao da estrutura das camadas superiores do filme (29),

enquanto que a diminuio de JCGB(t) intergranular est associada com a perda progressiva de

textura e a formao de poros e fissuras nas pelculas mas espessas. No entanto, Izumi et al

(22) j demonstrou que atravs do ajuste do perfil da temperatura e condies de crescimento

de filmes TFAYBCO/PH2O a reduo indesejada em JCGB(t) pode ser evitada.

Em nossa fita de espessura maior impressa com jato de tinta, o valor de JCG menor

do que na fita mais fina, no entanto, deve-se notar que a amostra grossa impressa por jato de

tinta experimentou o mesmo decrscimo que a amostra fina e a amostra mono cristalina,

usada como comparao (JCG = 20MAcm-2 a 5 K). Isto indica que futuros esforos devem ser

concentrados na melhoria da qualidade da prpria camada YBCO. Em contraste, a JCGB para o

filme mais espesso 0,9m, quando comparado com de 2,5m, no foi muito reduzida, pois a

24

textura estava muito bem preservada atravs da espessura do filme, tal como mostrado da

anteriormente pelas figura 10 e 11.

4.3.2 MEDIDAS EM CORRENTE ALTERNADA

No passo seguinte, as medidas CA forma realizadas com o intuito de investigar a

heterogeneidade das amostras, nas diferentes redes de contornos de gros. Foi medido, a

dependncia dos componentes real e imaginria da susceptibilidade , (T) em funo da

temperatura, em auto-campo a diferentes campos CA 0HAC = 0,01 - 0,05 0,1 0,5 1 e 1,5

mT a uma freqncia constante de f = 1111 Hz, figura 14.

Figura 14 (a) Susceptibilidade real e imaginria normalizada em funo da

temperatura /0(T) e / 0(T) medidos em auto-campo a f= 1111Hz em diferentes campos

0HAC de 0,01 ate 1,5mT para o ABAD t= 0,25m; (b) para o ABAD t= 0,9 m; (c)

Plotagem Cole-Cole de ( ), determinado a 0HAC = 0,5 mT para o ABAD0,25m.


Para a amostra ABAD0,25m, a temperatura critica medida para a curva de transio

(T) de zero at 0HAC = 0,1mT foi de Tc = 90,6 K, com uma largura de transio estreita,

25

dado por T = Tc T ( em 0,95 /0) de T = 2,0 K. A amostra mais grossa ABAD0,9m

multi-depositada tem uma transio um pouco mais larga em Tc= 90,7 K, com T = 3,0 K

associado com a presena de um pequeno pico de dissipao , a uma temperatura mais

baixa do que o pico principal, figura 14b. Estes valores so comparveis com filmes finos no

granulares crescidos por CSD-TFA.

A susceptibilidade CA nos condutores revestidos estudados tem mostrado picos

principalmente associados com a dissipao na rede de contornos de gros, uma vez que a

dissipao produzida nos gros no pode ser detectada, dado o pequeno tamanho dos gros

comparada a amostra. Usando os valores de pico para discos penetrados de diferentes

propores 2R/t (26), ns podemos estimar que para a amostra ABAD de espessura 0,9m

com tamanho de gro da ordem de 2m a altura esperada do pico seria de G/0 8 x 10-5,

insignificante comparado ao pico associado a GB GB/0 0,23, sobre uma amostra de raio

esfrico R ~2,3 mm. Trabalhos anteriores em filmes ABAD tem demostrado, por outro lado,

que as correntes de percolao atravs de redes GB de diferentes quantidades resultam no

aparecimento de vrios picos na curva (T), em que a penetrao do fluxo atravs de uma

rede homognea GB se comporta de forma semelhante ao fluxo que atravessa um nico

material cristalino (26)

A figura 14a mostra que a curva (T) medida para a amostra ABAD0,25m apresenta

somente um pico, similar a um filme no granular, o fluxo de penetrao a partir da superfcie

paro o centro da amostra atravs da rede homognea GB a um baixo ngulo segue o modelo

do estado critico. Para a amostra ABAD0,9m, o fluxo de penetrao ocorre principalmente

atravs da rede principal GB, o que da origem ao pico a uma alta temperatura, apenas a

campos muito baixos ( < 0,1mT ) pode-se ver um pico a temperatura menor, devido a

presena de uma rede secundria GB com reduzida corrente intergranular, figura 14b. A curva

(T) medidas para as duas amostras a altas amplitudes de CA, exibem uma pequena

dissipao residual a baixo T, provavelmente associado a baixa qualidade em uma regio

situada na extremidade da amostra. No entanto, a frao da amostra associada com essa regio

foi estimada como sendo muito pequena. De fato a frao de volume fv associada com a rede

principal GB foi determinada fitando a curva () para 0HAC = 0,5 mT figura 14c, com o

comportamento esperado dado por Bean, para um disco mono cristalino, () =

Bean( Bean)/ fv, produzindo fv 0,9; assim a frao restante associado com a dissipao mais

alta foi de apenas (1 fv) ~0,1, para as duas amostras.

Atravs de duas curvas (T) medidas a diferentes amplitudes do campo CA, foi

determinado a dependncia da corrente critica intergranular em funo da temperatura, de

26

acordo com (30), JCGB (Tpeak) = 2HAC/1,94t, visto na figura 15. Os valores encontrados para

JCGB atravs de um magnetmetro CC de 5 a 77 K tambm foram plotados. A curva JC

GB

determinada em CA, corresponde a rede principal de GBS a baixo ngulo e foi extrapolada

para os dados CC, considerando medidas SQUID, que so mais sensveis a corrente

percolativa JC que dominante.


Mais informaes sobre a homogeneidade da amostra pode ser obtida pelo exame da

dependncia de (T) a diferentes HAC, figura 16 interna. A linha de campo CA inicial,

HAC(T), marcando a passagem do comportamento linear que ocorre a baixos campos (regime

Campbell), para o regime no linear em campos CA mais elevados, o comportamento muito

sensvel a defeitos e heterogeneidade (31, 32), anteriormente foi visto que as amostras ABAD

com diferentes redes GBS mostram linhas de degradao (33). O inicio da linha determinada

para as amostras ABAD0,25m encontra-se dentro dos padres de valores obtidos para filmes

em monocristais de alta qualidade IBAD, ~0,5 1 x 10-4 T, confirmando novamente a

homogeneidade da amostra. O inicio da linha para o ABAD0,9m moderadamente inferior

(~1-5T) devido a j mencionada presena de uma rede GB secundaria porm menor.

Figura 15 Densidade de corrente critica

JCGB em relao a temperatura,

determinada a partir da posio Tpeak dos

picos (smbolos abertos) de e medidas

de magnetizao CC a 5 e 77 K (smbolos

fechados) para as amostras ABAD t = 0,25

e 0,9 m.

Figura 16 - Linha inicial no linear em funo

da reduo de temperatura, HAC(T/Tc), para

amostras t = 0,25 m () e t = 0,9 m (),

figura interna mostra /0 (T) versus campo

CA obtido de /0(T) mostrado na figura 14a

para diferentes temperaturas : T = 75, 80, 84,

86, 87K., onde HAC(T) determinado no

27

Alm disso a susceptibilidade em AC foi utilizada para investigar o diagrama de fases

dos vrtices na regio de altas temperaturas. Medidas de corrente alternada em baixo campo

AC, oHAC = 0,01 mT, frequncia constante de f = 1111Hz e diferentes campos CC, oHDC =

0 - 00,5 0,1 0,5 1 -2 5,5 e 9 T, foram realizadas de modo a determinar a linha de

irreversibilidade (IL) a partir das posies Tpeak de . A figura 17 demonstra que IL da

amostra ABAD0,9m espessa produzida por impresso a jato de tinta, muito similar e ainda

ligeiramente maior do que da amostra ABAD0,25m.

Figura 17 Interna: susceptibilidade (T) em funo da temperatura, medido a um campo

CA constante oHAC= 0,01mT, f= 1111Hz e diferentes campos CC oHDC = 0- 9T para amostra

de 0,9m. Figura externa : irreversibilidade do campo em funo da reduo da temperatura

T/Tc, medido para t= 0,25 e 0,9m.


Finalmente, medidas de susceptibilidade CA foram feitas de modo a investigar a

dependncia dos GB vrtices, em relao a energia trmica de ativao. A figura 18 mostra a

dependncia do (T) imaginrio, medido a uma amplitude constante de oHAC = 0,5 mT a

diferentes campos CC, oHDC = 0 0,05 0,1 0,5 1 -2 5,5 e 9T, a diferentes frequncias

11 10000Hz, para a amostra ABAD0,25m. Ns determinamos a energia de ativao a a partir

do deslocamento do pico com relao a frequncia, que segue uma dependncia de

Arrhenius (figura 11a interna) do tipo : fv= f0 exp (Ue (HDC) / kTpeak) (34). A curva Ue(HDC)

do ABAD0,25m qualitativamente similar ao do filme fino SC0,25m mono cristalino, Ue

28

apresenta um patamar a baixo campo magntico CC e dependncia da Lei da Energia.

Ue(HDC) (HDC)-, com ~0,5 a altos campos, figura 18b. Em ambos os casos, o cruzamento

na curva Ue(HDC) e Hcros descreve a transio de um simples vrtice fixo, para uma regio

onde a interao entre vrtices importante. Notavelmente a figura 18b mostra que a energia

de ativao Ue medida para a amostra mas grossa ABAD0,9m similar e at menor do que

para a amostra fina ABAD0,25m, para todo H aplicado. A energia de ativao na regio mais

alta Ue(0) ~205 x 105K.

Figura 18 Componente imaginaria da susceptibilidade em funo da temperatura, (T)

medido a oHAC = 0,5 mT a um campo em corrente CC de oHDC = 0 0.005 0,05 0,1

0,5 1 e 5T com frequncias de f= 11, 111, 1111 e 10000 Hz para amostras ABAD t=

0,25m. Figura interna mostra o grfico de Arrhenius que permite a determinao da energia

de ativao Ue(H). (b) Energia de ativao versus campo, determinado para t=0,25m (), t =

0,9m () e um filme mono cristalino ().


Em resumo, os resultados acima demonstram que CCs espessos ~1m fabricados por

mtodo totalmente qumico para YBCO e suas camadas de nivelamento, exibem performance

prximo ao IL pelo monos to bons quanto os seus homlogos mais finos. As fitas espessas

mostrando alto (IL) foram previamente relatados em outros trabalhos (35, 36).

29

5 CONCLUSO

Em concluso, foi fabricado CCs usando mtodo totalmente qumico para o nivelamento

CZO e camadas supercondutoras em ABAD texturizadas YSZ sobre substrato de ao

inoxidvel. Uma camada tampo fina de Crio de 20nm, crescido epitaxialmente em uma

atmosfera oxidante sem vcuo pelo mtodo MOD, foi o suficiente para alcanar um elevado

grau de planaridade e de alta qualidade das camadas subsequentes YBCO, graas a robustez

da camada ABADYSZ empregada, o que permitiu o recozimento a 900C.

De outro lado, o filme mais grosso obtido por impresso por jato de tinta TFAYBCO,

foi apontado com uma tcnica de deposio til, atingindo uma espessura de 0,9 m depois de

um processo cclico de 3 multideposies intercaladas por pirlise entre os passos. Foram

obtidos filmes YBCO altamente homogneos, apresentando uma densidade de corrente critica

percolativa de JCGB = 1,3 MAcm-2 a 77K e corrente de auto campo de IC = 117 A/cm de

comprimento.

Em altas temperaturas e campos prximos de IL, os CCs impressos a jato de tinta

tiveram um desempenho to bom quanto da amostra fina crescida atravs de Spin-Coating,

como foi mostrado pela susceptibilidade CA.

Os resultados mostram que h espao para melhorias. Os progressos so esperados

atravs do aumento da espessura da camada supercondutora atravs de multideposies por

jato de tinta, e ao mesmo tempo ajustando os parmetros de crescimento durante o

processamento, a fim de aumentar IC e JCG no intragro.

30

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