dc.contributor.advisor | Freyhardt, Herbert C. Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Guth, Karsten | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-31T08:07:29Z | de |
dc.date.available | 2013-01-31T08:07:29Z | de |
dc.date.issued | 2004-05-10 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-F24B-6 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3640 | |
dc.description.abstract | Während in hochtexturierten Dünnfilmen des
Hochtemperatursupraleiters YBa2Cu3O7-d (Y-123) intragranulare
kritische Stromdichten von einigen 1011A/m2
bei 4.2 Kelvin erzielt werden können, nimmt in bikristallinen
Proben dieses Materials die intergranulare kritische Stromdichte
mit zunehmendem Korngrenzfehlorientierungswinkel stark ab. Anhand
von Transportmessungen konnte gezeigt werden, dass die Abnahme der
intergranularen Stromdichte näherungsweise über eine
Exponentialfunktion beschrieben werden kann. Während
Transportmessungen lediglich einen über die Breite der Korngrenze
gemittelten Wert für die intergranulare Stromdichte liefern,
befasst sich die vorleigende Arbeit ausgiebig mit der Frage nach
der ortsaufgelösten Verteilung der Stromdichte in der Korngrenze.
Hierzu wurden die stromtragenden Eigenschaften bikristalliner Y-123
Dünnfilmproben mittels magneto-optischer Mikroskopie, einer
ortsauflösenden Technik zur Abbildung von Fluss- und
Stromdichteverteilungen in supraleitenden Dünnfilmen,
charakterisiert. Es wurde dabei erstmals gezeigt, dass sich die
Stromdichte stark inhomogen über die Breite der Korngrenze
verteilt. Weiterführende Experimente konnten schliesslich eine
Korrelation zwischen der Verteilung der Stromdichte und dem lokalen
elektrischen Feld herstellen. Dabei hat sich die Vermutung
bestätigt, dass in der Korngrenze stark dissipative Bereiche, die
mit einer hohen kritischen Stromdichte belegt sind, und schnell
relaxierende Regionen, in denen eine reduzierte Stromdichte
vorherrscht, nebeneinander koexistieren. Im zweiten Teil dieser
Arbeit wurden verschiedene Verfahren zur Manipulation der
Korngrenzeigenschaften bei festem Fehlorientierungswinkel
untersucht. Dabei wurde sowohl über eine Substratmanipulation als
auch durch chemisches Dotieren der Y-123 Proben mit Kalzium eine
Verbesserung der Korngrenzkopplung erzielt. Mittels
elektronenholographischer Untersuchungen konnte in diesem
Zusammenhang erstmals gezeigt werden, dass im Gegensatz zu
bisherigen Vorstellungen sowohl dotierte als auch undotierte
supraleitende Korngrenzen mit einem negativen elektrostatischen
Potential belegt sind. Mit Hilfe detaillierter Modellrechnungen
konnte gezeigt werden, welchen mikroskopischen Einfluss ein
derartiges Potential auf die Ladungsverteilung im Bereich von
Korgrenzen ausübt und wie daraus die Stromunterdrückung im
Kleinwinkelbereich resultiert. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | ger | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | Mechnismen der Stromunterdrückung in supraleitenden YBa2Cu3O7-d Kleinwinkelkorngrenzen | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Mechanisms of the current suppression in superconducting YBa2Cu3O7-d small angle grain boundaries | de |
dc.contributor.referee | Hofsäss, Hans Christian Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2004-04-13 | de |
dc.subject.gok | RVC 860 | de |
dc.description.abstracteng | In highly textured thin films of the
high-temperature superconductor YBa2Cu3O7-d (Y-123) intragranular
critical current densities of some 1011 A/m2
at 4.2 Kelvin can be achieved. In contrast to this, in
bicrystalline samples of this material the intergranular critical
current density is strongly suppressed. Based on transport
measurements it has been shown that the suppression of the grain
boundary currents is nearly exponential. While transport
measurements only give a mean value for the intergranular current
density averaged over the width of the grain boundary, this work
gives completely new insights into the question about the current
distribution in the grain boundary plane. In this concern, the
superconducting properties of bicrystalline Y-123 thin film samples
has been analyzed via magneto-optical microscopy, a space resolved
technique to visualize the flux- and current-distribution in
superconducting thin films. In these experiments it has been shown
for the first time, that the current density is distributed
inhomogeniously over the width of the grain boundary. Additional
experiments revealed a strong correlation between the current
distribution and the local electric field. It has been shown that
there is a coexistance of highly dissipative and quickly relaxing
areas with a suppression of the currents in the latter region. The
second part of this dissertation deals with the question, how to
improve the grain boundary coupling for a fixed misorientation
angle of the adjacent grains. In this regard, it has been shown,
that both substrate manipulation and chemical doping of Y-123 by
calcium leads to an increasement of the intergranular currents. By
means of electron holography it has been possible, for the first
time, to provide evidence for a negative electrostatic potential
for doped as well as undoped small angle grain boundaries. By
extensive analysis of the experimental data the microscopic
influence of such a potential has been investigated. In contrast to
previous ideas these experiments clearly show that under special
circumstances a negative potential leads to charge depletion and
current suppression at small angle grain boundaries. | de |
dc.contributor.coReferee | Lauterborn, Werner Prof. Dr. | de |
dc.contributor.thirdReferee | Seibt, Michael PD Dr. | de |
dc.subject.topic | Mathematics and Natural Science | de |
dc.subject.ger | Hochtemperatursupraleitung | de |
dc.subject.ger | YBCO | de |
dc.subject.ger | Dünne Schichten | de |
dc.subject.ger | Korngrenzen | de |
dc.subject.ger | Transporteigenschaften | de |
dc.subject.ger | kritische Stromdichte | de |
dc.subject.ger | Magneto-Optik | de |
dc.subject.eng | high Tc superconductor | de |
dc.subject.eng | YBCO | de |
dc.subject.eng | thin films | de |
dc.subject.eng | grain boundaries | de |
dc.subject.eng | transport properties | de |
dc.subject.eng | critical current | de |
dc.subject.eng | magneto-optic | de |
dc.subject.bk | 33.74 | de |
dc.subject.bk | 33.68 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-226-1 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-226 | de |
dc.identifier.ppn | 390575712 | de |