PhD Thesis Bianca Mos

Embed Size (px)

DESCRIPTION

PhD Thesis Bianca Mos

Text of PhD Thesis Bianca Mos

  • Investete n oameni!Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operaional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 2013

    Ing. Ramona Bianca MO

    TEZ DE DOCTORAT

    FILME OXIDICE EPITAXIALE MULTIFUNCIONALEUTILIZATE LA FABRICAREA BENZILOR

    SUPRACONDUCTOARE DE GENERAIA a II-a

    Conductor tiinific

    Prof. dr. ing. Lelia CIONTEA

    UNIVERSITATEA TEHNICDIN CLUJ-NAPOCA

    Facultatea de Ingineria Materialelor i a Mediului

  • Universitatea Tehnic din Cluj-NapocaStr. Memorandumului nr. 28, Cod postal 400114, Cluj-Napoca, Romania

    tel. +4 0264 401 200, 401248, tel./fax +4 0264 592 055

    Investete n oameni!FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 2013Axa prioritar: 1 Educaia i formarea profesional n sprijinul creterii economice i dezvoltrii societii bazate pe cunoatereDomeniul major de intervenie: 1.5 Programe doctorale si postdoctorale n sprijinul cercetriiTitlul proiectului: Proiect de dezvoltare a studiilor de doctorat n tehnologii avansate- PRODOC

    Cod Contract: POSDRU 6/1.5/S/5Beneficiar: Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca

    FACULTATEA DE INGINERIA MATERIALELOR I A MEDIULUI

    Ing. Ramona Bianca MO

    TEZ DE DOCTORAT

    FILME OXIDICE EPITAXIALE MULTIFUNCIONALEUTILIZATE LA FABRICAREA BENZILOR

    SUPRACONDUCTOARE DE GENERAIA a II-a

    Comisia de evaluare a tezei de doctorat:

    PREEDINTE: - Prof.dr.ing. Ioan Vida-Simiti - decan, Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca

    MEMBRI: - Prof.dr.ing. Lelia Ciontea - Conductor tiinific, Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca

    - Prof.dr.ing. Adelina Ianculescu - Referent, Universitatea Politehnic din Bucureti

    - Prof.dr. Cristian Silvestru - Referent, Universitatea Babe- Bolyai, Cluj-Napoca, Membru Corespondent al Academiei Romne

    - Prof.dr.fiz. Traian Petrior - Referent, Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca

  • iCUPRINS

    1. STUDIU DE LITERATUR PRIVIND MATERIALELE OXIDICE SUPRACONDUCTOARE

    Pag.

    Introducere............. 1

    1.1 Supraconductibilitatea de temperatur nalt................................................................. 41.2 Structura i proprietile supraconductorului de temperatur nalt YBCO.................. 61.3 Benzi supraconductoare de generaia a II-a (coated conductors)............................... 71.4 Centri de pinning artificiali............................................................................................ 81.5 Stratul tampon............................................................................................................... 101.6 Substraturi metalice ...................................................................................................... 131.7 Creterea epitaxial........................................................................................................ 15Bibliografie-Capitolul 1.......................................................................................................... 18

    2. SINTEZA I CARACTERIZAREA COMPUILOR OXIDICI CU ROL DE STRAT TAMPON

    2.1 Metode de sintez.......................................................................................................... 242.1.1 Metode chimice de preparare din soluie a filmelor subiri.............................. 24

    2.1.1.1 Depunerea derivailor metalorganici (Metal-Organic Deposition MOD)................................................................................................ 30

    2.1.1.2 Depunere asistat de polimer (Polymer Assisted Deposition-PAD). 312.1.2 Procedee de depunere din soluie a filmelor subiri ......................................... 342.1.3 Cristalizarea. Creterea epitaxial a filmelor subiri oxidice............................. 38

    2.2 Metode de caracterizare................................................................................................. 422.2.1 Caracterizarea soluiei precursoare.................................................................... 43

    2.2.1.1 Spectrometrie de mas cu plasm cuplat inductiv (ICP-MS)............ 431.2.1.2 Spectroscopie n infrarou IR.............................................................. 432.2.1.3 Relaxometrie RMN............................................................................. 442.2.1.4 Unghi de contact.............................................................................. 442.2.1.5 Metode termice de analiz (TG-DTA)................................................ 462.2.1.6 Spectrometrie de mas (MS)............................................................... 47

    2.2.2 Structura, textura i microstrucura filmelor subiri............................................ 472.2.2.1 Microscopie optic (MO).................................................................... 472.2.2.2 Microscopie electronic cu baleiaj (SEM).......................................... 48

  • ii

    2.2.2.3 Microscopie electronic de baleiaj (TEM).............................................. 492.2.2.4 Microscopie de for atomic (AFM).................................................. 502.2.2.5 Difracie de raze X ............................................................................. 52

    Bibliografie-Capitolul 2.......................................................................................................... 56

    3. FILME SUBIRI EPITAXIALE MULTIFUNCIONALE DE BaZrO3 OBINUTE PRIN METODE CHIMICE

    3.1 Consideraii generale..................................................................................................... 613.2 Caracterizarea precursorilor n vederea obinerii filmelor subiri de BZO................... 63

    3.2.1 Caracterizarea reactanilor................................................................................. 633.2.2 Chimia i caracterizarea precursorilor individuali............................................. 66

    3.3 Obinerea i caracterizarea soluiei i a pulberii precursoare de BZO........................... 833.3.1 Prepararea soluiei precursoare.......................................................................... 833.3.2 Caracaterizarea soluiei i a pulberii precursoare......................................................... 84

    3.4 Tratamentul termic al filmelor subiri de BaZrO3 ......................................................... 873.4.1 Substraturi monocristaline (h00)MgO............................................................... 88

    3.5 Caracterizarea structural a filmelor de BZO................................................................ 893.6 Caracterizarea morfologic a filmelor de BZO............................................................. 913.7 Obinerea i caracterizarea filmelor nanocompozite epitaxiale pe baz de BZO prin

    metode chimice.............................................................................................................. 953.7.1 . Prepararea soluiei precursoare i depunerea prin centrifugare a filmelor

    subiri de YBCO-BZO................................... 953.7.2 Depunerea i tratamentul termic a filmelor subiri de YBCO-BZO................. 96

    3.7.3 Caracterizarea structural a filmelor nanocompozite....................................... 983.7.4 Caracterizarea morfologic a filmelor nanocompozite...................................... 1023.7.5 Caracterizarea electric i de transport.............................................................. 107

    3.8 Concluzii........................................................................................................................ 110Bibliografie-Capitolul 3.......................................................................................................... 112

    4. DEPUNEREA I CARACTERIZAREA FILMELOR DE ZIRCONAT DE LANTAN (La2Zr2O7) PRIN METODE CHIMICE

    4.1 Consideraii generale................................................................................................... 1154.2 Obinerea i caracterizarea soluiei precursoare de La2Zr2O7......................................... 118

    4.2.1 Sinteza soluiei precursoare..............................................................................Caracterizarea soluiei de depunere..................................................................

    1184.2.2 119

    4.3 Depunerea i tratamentul termic al filmelor subiri de La2Zr2O7.................................Caracterizarea structural i morfologic a filmului de LZO/STO..............................

    1234.4 125

  • iii

    4.5 Caracterizarea filmelor subiri de LZO depuse pe substraturi metalice texturate........ 1274.5.1 Caracterizarea structural i morfologic a filmelor subiri de LZO/NiCuW.. 1274.5.2 Caracterizarea structural i morfologic a filmelor subiri de LZO/NiW...... 129

    4.6 Influena creterii filmelor subiri multistrat de LZO asupra proprietilor i structurale..................................................................................................................... 131

    4.7 Caracterizarea morfologic-TEM a filmelor subiri multistrat de LZO...................... 1354.8 Obinerea i caracterizarea arhitecturilor pe baza de CeO2 depuse pe substraturi

    metalice biaxial texturate de NiW................................................................................ 1384.8.1 Caracterizarea pulberii precursoare de CeO2................................................... 1384.8.2 Depunerea i tratamentul termic al filmelor subiri de CeO2........................... 1404.8.3 Caracterizarea structural i morfologic a arhitecturii CeO2/LZO/NiW........ 1424.8.4 Analize preliminare n vederea creterii filmelor de CeO2 /NiW.................... 1434.8.5