Fabricación y caracterización de películas Superconductoras de YBa2Cu3O7 depositadas sobre el sustrato YSZ, mediante la técnica de Deposición Química

Abstract

En el presente trabajo se reporta la fabricación, mediante la ruta Sol-Gel, de capas superconductoras de YBCO depositadas sobre sustrato de YSZ mediante Deposición de Solución Química y cristalizadas con tratamientos térmicos de Calcinado y Sinterizado, siendo este último en ambiente oxidante y re-oxigenada la muestra.

La caracterización cristalográfica es obtenida mediante el uso de la técnica de Difracción de Rayos-X, observándose picos intensos y bien definidos en la dirección (00l), los cuales son propios de la fase Superconductora así como la presencia de fases secundarias como la llamada Fase Verde Y2BaCuO5 en menor intensidad. Posteriormente se realizó una primera medida de Susceptibilidad Magnética en los modos Zero Field Cooling (ZFC) y Field Cooling (FC) a campo externo de 100 Oe a fin de observar el carácter superconductor de la muestra, de donde se obtiene una Temperatura Crítica Superconductora de 90K. La morfología superficial de la muestra fue estudiada a través de Microscopía óptica, observándose claramente la presencia de la Fase Verde, lo cual se confirma con DRX, además de observar que se obtuvo un filme granular. Mapeos EDX permiten observar la disposición de los elementos Y, Ba, Cu, O, Zr que componen la muestra. Se estudia la rugosidad de la película mediante Microscopía de Fuerza Atómica, obteniéndose el valor de la rugosidad RMS equivalente a 0,2939μm además de una Media de Rugosidad de 0,2197μm.

Para el estudio de la textura fuera-del-plano en las capas de YBCO se realiza el cálculo del índice de textura, cuyo valor es 0,91. Posteriormente medidas ω-scan alrededor de la reflexión (005) dan cuenta de la presencia de 3 regiones granulares de YBCO a diferentes grados de textura: 0,4°, 6,0° y 9,0° (Δω). Finalmente se realizan mediciones de Susceptibilidad magnética a campo externo de 50, 100, 300 y 500 Oe en disposición del campo magnético externo aplicado tanto paralelo como perpendicular al sustrato, lográndose evidenciar una diferencia en la respuesta del filme según la orientación del campo, lo cual confirma una anisotropía magnética producto del ordenamiento epitaxial.

Finalmente, se realiza una comparación de capas de YBCO crecidas sobre sustratos de SrTiO3, LaAlO3 y YSZ, en todas ellas utilizando la misma ruta de fabricación.