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Rainer Held
Untersuchung und Optimierung von YBa_2Cu_3O_7-delta-Korngrenzen und Bandsupraleitern
Betreuer: Prof. Dr. Jochen Mannhart [Experimentalphysik VI]
Datum der mündlichen Prüfung: 29.01.2010
151 Seiten, deutsch
Korngrenzen in Hochtemperatursupraleitern können zu einer immer noch nicht vollständig verstandenen starken Reduktion der kritischen Stromdichten führen. Um diese Reduktion zu minimieren werden bei der Herstellung moderner Bandsupraleiter aufwändige und teure Texturierungsverfahren zur Ausrichtung der Körner angewendet. Die Anforderungen an die Kornausrichtung in in-plane- und out-of-plane-Richtung wurden dabei bislang als gleich angenommen. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen an YBa_2Cu_3O_7-delta-Korngrenzen zeigen, dass die out-of-plane-Korngrenzen im Kleinwinkelbereich, auch in externen Magnetfeldern technisch relevanter Feldstärken, wesentlich höhere kritische Stromdichten besitzen als bislang vermutet. Die out-of-plane-Kornausrichtung ist demnach für eine hohe kritische Stromdichte der Bandsupraleiter weniger wichtig als die in-plane-Kornausrichtung. In einer transmissionselektronenmikroskopischen Analyse der Korngrenzen wurden Hinweise auf eine mikrostrukturelle Ursache der Unterschiede in den kritischen Stromdichten gefunden. In enger Kollaboration mit der Firma Nexans wurden außerdem Beiträge zur Weiterentwicklung des potentiell kostengünstigen Bandsupraleiterproduktionsverfahrens der meltallorganischen Deposition geleistet. Dabei wurde unter anderem gezeigt, dass sich auch die kritische Stromdichte metallorganisch deponierter Bandsupraleiterschichten durch selektives Calcium-Dotieren signifikant erhöhen lässt.