Fabrication and characterization of Bİ-2212 superconducting seramic thin films

Abstract

Bu tez çalışmasında elektriksel ve yüzey morfolojik özellikleri yüksek Bi-2212 ince film elde etmek için uygun üretim parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kaplama yöntemi olarak kullanılan DC püskürtme yöntemi için DC güç, alttaş sıcaklığı ve kaplama süresi parametreleri incelenmiştir. Ayrıca kaplanan filmlerin uygun tavlama parametreleri belirlenmiştir.Filmler 15W DC güç ve 500 °C alttaş sıcaklığı hem 2 saat hem de 0.5 saat sürede üretilmiştir. Kaplanan filmler 845 °C, 850 °C, 855 °C, 856 °C, 858 °C, 860 °C, 862 °C, 864 °C, 865 °C, 870 °C ve 880 °C sıcaklıklarında tavlanarak, 700 °C'de sıcaklığı dindirilerek uygun tavlama sıcaklığı belirlenmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, 860 °C'de tavlanan filmler 700 °C, 740 °C, 780 °C, 800 °C, 820 °C, 840 °C ve 860 °C'de sıcaklığı dindirilerek dindirme sıcaklığının filmler üzerindeki etkisi incelenmiştir.Kaplanan filmlerin 0,1 mA akım ile direnç-sıcaklık ölçümü yapılmıştır. Ayrıca XRD ölçümleri ile filmlerin kristal yapısı, SEM görüntüleri ile de yüzey morfolojisi incelenmiştir.

In this thesis, it was aimed to determine the optimum production parameters in order to obtain Bi-2212 thin films that have high quality electrical and surface morphology properties. DC power, plate temperatures and deposition time parameters were investigated for DC sputtering which was used as the deposition method. Moreover, optimum annealing parameters were determined.Thin films were produced at 15W DC power and 500 °C plate temperature in both 2 hours and 0.5 hour. Produced films were annealed at different temperatures, after that, they were quenched at 700°C in order to determine the optimum annealing temperature. In addition, annealed films at 860 °C were quenched at different temperatures to investigate the effect of quenching temperature for all films.Deposited films were used for resistance-temperature measurements at 0.1 mA. Besides, crystal structure and surface morphology were investigated with XRD measurements and SEM images, respectively.