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YUNUS NADĐ VE YENĐ GÜN

O resultado obtido na medida da Resistividade em função da Temperatura dos filmes depositados em substrato de LaAlO3 para diferentes atmosferas de

sinterização, estão apresentados na Figura 82. Em ambos, os filmes observa-se um comportamento ôhmico acima de 110K.

0 10 20 30 40 50 60 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 97X97Pm Rugosidade aritmética (um) Rugosidade quadrática média (um) Valor médio de pico (um)

Valor (

um

)

Fluxo de oxigênio (ml/min)

0 10 20 30 40 50 60 0 100 200 300 400 500 600 5X5Pm Rugosidade aritmética (nm) Rugosidade quadrática média (nm) Valor médio de pico (nm)

V

al

or

(nm

)

Gráfico da resistividade em função da temperatura dos filmes Figura 82 -

depositados em substrato de LaAlO3 para diferentes atmosfera de sinterização, na

curva pontilhada mostra a derivada da resistência pela temperatura.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

A Tc dos filmes foi calculada utilizando o método da derivada. Os valores de Tc

estão listados na Tabela 19, para cada amostra estuda, bem como o intervalo de alargamento da faixa de transição para o estado supercondutor, lembrando que faixa de transição é o intervalo na qual a amostra passa do estado condutor normal para supercondutor.

Tabela 19: Valores de Tc e largura do pico.

Atmosfera Tc1 (ΔT=Tc-onset-Tc) K Tc2 (ΔT=Tc-onset-Tc) K Tc3 (ΔT=Tc-onset-Tc) K

56,5 ml/min O2 99±1 (7±1) 79±1 (3±1) ---

12,9 ml/min O2 98±1 (4±1) 89±1 (4±1) 79±1 (3±1)

9,6 ml/min O2 93±1 (6±1) 86±1 (1±1) ---

Fonte: Elaboração do próprio autor.

80 100 120 140 160 1000 1100 1200 1300 Res is tiv idade ( : mm) Temperatura (K) 95 105 115 125 135 12,9 ml/min O 2 14 16 18 20 56,5 ml/min O2 9,6 ml/min O2

Analisando o filme onde foi aplicada uma atmosfera de 9,6 ml/min O2, de

maneira geral, o gráfico caracteriza o comportamento de um supercondutor, tendo duas Tc, uma em torno de (93±1)K que é característico da fase 2223 e outra em

(86±1)K indicando a fase 2212.

Para o filme onde foi aplicada uma atmosfera de 12,9 ml/min O2 notou-se o

aparecimento de 3 picos um em torno de (98±1)K da fase 2223 e outro em (89±1)K indicando a fase 2212. O terceiro pico pode ser da fase 2212, mas por conter “weak

links” mais fracos, eles se tornam supercondutores a uma menor temperatura.

Em uma atmosfera de 56,5 ml/min O2 tem-se 2 fases supercondutoras, um em

(99±1)K da fase 2223 e outra em (79±1)K da fase 2212.

Nota-se que o pico da Tc1 se mostrou mais largo que a Tc2, para todas as

análises. Esse comportamento se dá devido à existência de regiões normais responsáveis pela dissipação elétrica que, no caso, é a fase 2212, que perto de Tc2

6. CONCLUSÃO

As medidas de pH, densidade e viscosidade da solução, demonstraram resultados favoráveis para a deposição pelo método de spin-coating e as medidas de FT-IR demonstraram que a solução é estável e homogênea. O método Pechini mostrou um grande potencial para aplicação em escala industrial, pois o mesmo não variou nenhum dos parâmetros importantes para a deposição, mesmo após 360 dias da produção da solução precursora. Pelas análises da taxa de cisalhamento e a tensão de cisalhamento, concluiu-se que o comportamento do fluido é do tipo Newtoniano, uma vez que a viscosidade é constante para qualquer valor de taxa de cisalhamento.

A análise de absorção atômica indicou que a rota química do método dos precursores poliméricos, que consiste de modificações do método Pechini, se mostrou muito eficiente, obtendo solução polimérica homogênea e com estequiometria igual à calculada para a produção do filme.

Medidas de DTA, DRX, MEV e EDS do pó revelaram que o material tem características comparáveis com outros encontrados na literatura. O pó obtido possibilita a formar todas as fases características do material, proporcionando qualidades confiáveis da amostra produzida, para cristalização das fases supercondutoras nos filmes.

As análises de DRX dos filmes depositado em Si, apontaram que a fase predominante foi a 2212 para todas as amostras, com a direção do plano preferencial (00l). Para o filme depositado em LaAlO3 observou-se a cristalização da

fase 2212 e, com a aplicação de atmosfera (O2)na sinterização, cristalizou a fase

2223 com direção preferencial (00l). Os tamanhos médio dos cristalitos, calculados pela equação de Scherrer, ficaram próximos dos resultados encontrados na literatura.

A Microscopia Óptica evidenciou que, com o aumento do número de deposições nos filmes, obteve-se um maior grau de conectividade de grãos e crescimento de cristais orientados. Apontou ainda que, com o aumento da temperatura de sinterização, há um melhor recobrimento do substrato.

Micrografias de MEV indicaram que, com aumento do número de deposições, observou-se ver o crescimento radial dos cristais em melhor detalhe. Além disto,

com o aumento da temperatura, há uma melhor distribuição do material sobre o substrato. Para os filmes depositados em substrato de Si, com variação da atmosfera de sinterização, as micrografias mostraram filmes heterógenos com aglomerados de materiais, com diferentes tipos de partículas e morfologia. Para os filmes depositados em substrato de LaAlO3, onde se variou a atmosfera de

sinterização concluiu-se, pelas imagens, a formação de superfície granular, que é uma característica geral do sistema de BSCCO.139 A diferença da morfologia entre os substratos de Si e LaAlO3, é amplamente notável, enquanto que no Si aparecem

diferentes tipos de partículas e morfologia, no LaAlO3 temos filmes homogêneos e

com estrutura granular periódica.

Análises de EDS dos filmes em substrato de Si, para diferentes atmosferas de sinterização, mostraram que não há periodicidade entre as regiões de análise variações significativas nas quantidades de Bi e Cu é observada para todos os filmes. Já para os filmes depositados em LaAlO3, notou-se que a estequiometria não

mudou com diferentes atmosferas, confirmando a homogeneidade observada nas micrografias de MEV. A estequiometria indica a formação da fase 2223 confirmando os resultados de DRX.

Pelas imagens de AFM dos filmes depositados em Si com diferentes temperaturas de sinterização, notou-se que as morfologias se mostraram heterogêneas de acordo com as imagens obtidas por MEV. Com o aumento da temperatura de sinterização houve uma diminuição nos tamanhos dos grãos. Já nos filmes depositados em LaAlO3, pode-se observar a formação de superfícies com

estruturas mais regulares e homogêneas. O filme tratado em 810oC, foi que apresentou mais liso dentre todos os outros obtidos em diferentes temperaturas de sinterização. Para os filmes tratados em diferentes atmosferas de sinterização não foram notadas mudanças na morfologia.

Medida de transporte elétrico comprovaram a transição supercondutora apontando a presença de 2 fases supercondutoras esperadas, a 2223 e a 2212. Notou-se que o pico da Tc1 é mais largo que a Tc2, para todas as análises.

O presente trabalho é de grande importância, pois desenvolveu-se uma metodologia para obtenção de filmes com fase de alta Tc de baixo custo de

produção comparada com outros processos podendo, podendo ser utilizada para produção de dispositivos que devem ocupar espaços muito pequenos como em supercomputadores, produção de SQUIDs dentre outros.

Nosso trabalho se mostra inovador, onde foi criado uma técnica de produção da solução precursora de grande confiabilidade caracterizando-a de diversas formas, e a produção de filmes finos com a fase 2223 pelo método Pechini, e foi encontrado poucos artigos na literatura, até o momento, filme similar ao produzido neste trabalho podendo, assim, ser de grande impacto e abrir novos horizontes para a pesquisa nessa linha.

7. Sugestões para trabalhos futuros

Variar a atmosfera de sinterização utilizando outros tipos de gases como, por exemplo, N2 dentre outros. Utilizar outros tipos de substrato como MgO, Al2O3 e

dentre outros, estudando suas influências sobre o filme.

Efetuar análise DSC/TG acoplado ao FT-IR para caracterização do Pó, com esta medida pode-se analisar a cristalização das fase e também identificar quimicamente a perda de massa.

Realizar medidas de susceptibilidade magnética e magnetização, para proporcionar característica como densidade de corrente crítica, campo magnético crítico dentre outros.

Executar análises de raios-X pela temperatura em in situ nos filmes, com essa medida pode-se tirar informações importantes de como e em qual temperatura cristaliza qual fase nos filmes.

Calcular quantidade de fase, parâmetros de rede do material dentre outras características pelo método de Rietveld.

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Benzer Belgeler