Tratamento térmico de filmes supercondutores do sistema BSCCO utilizando forno de micro-ondas doméstico

Abstract

In the present work, the preparation of superconducting films of the BSCCO system will be presented. From a commercially available powder with nominal composition Bi 1.8 Pb 0.4 Sr 2 CaCu 2 O x, a film was prepared and heat-treated at 800°C (B12CM800). Powder with a similar composition was produced by the Pechini method modified for this purpose and a film heat-treated at 810oC (B12SM810) was them prepared. Also produced by Pechini method, a powder with nominal composition Bi 1.8 Pb 0.4 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x was used to prepare other three films thermally treated at 780oC (B23SM780), 810oC (B23SM810) and 840oC (B23SM840). The films were grown on crystalline substrates of LaAlO 3 (100) and thermally treated in a domestic microwave oven (2.45 GHz, 1200 W) adapted suitably for this purpose. The structural properties were studied using X-ray diffraction techniques, XRD, and scanning electron microscopy, SEM. The XRD technique indicated the formation of the 2212 phase in the B12CM800, B12SM810, B23SM780 and B23SM810 films, as well as the appearance of the 2201 phase and the following secondary phases: Ca 2 PbO 4 and Bi 2 CaO 4 . The film B23SM840 also indicated the formation of 2223 besides the 2212 phase and aggregates. The SEM technique presented the formation of structures with plate shape, typical of this material, and a superficial formation of structures rich in Ca on all the films, except for the B23SM840 film, which showed only the formation of plates. The energy dispersive X-rays technique, EDX, was carried out to verify a likely nominal composition of the films corresponding to 2223 phase for the B23SM840 film and 2212 phase for the others. The electrical measurements were made using the four-probe method, enabling the identification of the critical transition temperatures, T c, T c-onset, T c- midpoint and T c-offset, also the determination of the critical current density, J c . All films shown a characteristic T c of the 2212 ...

Neste trabalho será apresentado o estudo da preparação de filmes supercondutores do sistema BiSrCaCuO. A partir de um pó adquirido comercialmente com composição nominal Bi 1.8 Pb 0.4 Sr 2 CaCu 2 O x, foi preparado um filme tratado termicamente a 800oC (B12CM800) por 7 minutos. Outro filme usando um pó de composição semelhante, produzido pelo método de Pechini modificado para este fim, foi preparado e tratado termicamente a 810oC (B12SM810) durante 7 minutos em forno de micro-ondas. Também foi produzido pelo método de Pechini, um pó de composição nominal Bi 1.8 Pb 0.4 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x, o qual foi utilizado na preparação de outros três filmes tratados termicamente a 780oC (B23SM780), 810oC (B23SM810) e 840oC (B23SM840), durante 10, 5 e 5 minutos, respectivamente. Os filmes foram crescidos sobre um substrato cristalino de LaAlO 3 (100) e tratados termicamente em um forno de micro-ondas doméstico (2.45 GHz, 1200 W) devidamente adaptado para esta finalidade. As propriedades estruturais foram estudadas utilizando as técnicas de difração de raios-X, DRX, e a microscopia eletrônica de varredura, MEV. A técnica de DRX indicou a formação da fase 2212 nos filmes B12CM800, B12SM810, B23SM780 e B23SM810, assim como o surgimento da fase 2201 e de fases agregadas, Ca 2 PbO 4 e Bi 2 CaO 4 . O filme B23SM840 apresentou, além das fases 2212 e secundárias, também a fase 2223. A técnica de MEV indicou a formação de estruturas na forma de placas crescidas em camadas, típicas do material em estudo, além da formação de estruturas superficiais ricas em Ca em todos os filmes, exceto para o B23SM840, que apresentou apenas a formação de placas. Utilizando a técnica de energia dispersiva de raios-X, EDX, foi possível verificar uma provável composição nominal dos filmes correspondente à fase 2223 para o filme B23SM840 e 2212 para os demais. As medidas elétricas foram feitas utilizando o método de quatro pontas, possibilitando...