Advanced thermal analysis of ReBCO superconductor precursor films and functional oxides

Abstract

High temperature superconductivity and in particular YBa2Cu3O7-x (YBCO) coated conductors (CCs) are a crucial technology for the drastic reduction of CO2 emissions. Since nowadays YBCO CCs are not competitive economically, the goal is to reduce manufacturing costs, achieving high current densities and ultra-fast growths. It is in this context that chemical solution deposition methods (CSD) have arisen as a cost-effective alternative fabrication route to the industrial methods used nowadays. First, thermal analyses are applied to the study of the precursor solution. Its thermal behavior is shown to be different than the simple sum of its component salts, and their thermal behavior is rationalized as a function of atmosphere, metal ion and sample geometry. Secondly, a novel YBCO growth approach is developed which is able to compete with other established routes, since it combines the advantages of affordable chemical methodologies with those of liquid assisted techniques.

La superconductivitat d'alta temperatura i els conductors en forma de capes (CCs) de YBa2Cu3O7-x (YBCO) en particular, és una tecnologia crucial per a una reducció dràstica de les emissions de CO2, sempre que es puguin reduir els costos de producció dels CCs. En aquest sentit, els mètodes de deposició química (CSD) han sorgit com una ruta de fabricació alternativa. Primerament, s'aplicaran les tècniques d'anàlisis tèrmica per estudiar el mecanisme de descomposició de la solució dels precursors. Es demostrarà que el seu comportament és més complex que la suma de les seves parts, que s’analitzaran en funció de la atmosfera, del metall y de la geometria de la mostra. Així mateix, es descriuran els fonaments de una ruta de creixement de l’YBCO capaç de competir amb altres rutes CSD ja consolidades, atès que combina el avantatges dels mètodes químics de accessibilitat amb les de les tecnologies de creixement assistides per líquids.