Der Einfluß der Mikrostruktur auf die supraleitenden Eigenschaften von Bi(2+y)Sr(2-x)Ca(0,9+x)Cu2O(8+delta)-Einkristallen

Abstract

Fuer eine Herstellung von hochtemperatursupraleitenden Kabeln und Baendern ist das Material Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi2212) besonders interessant.In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen an hochtemperatursupraleitenden Bi2212-Einkristallen durchgefuehrt, wobei der Einfluss der Mikrostruktur auf die supraleitenden Eigenschaften im Mittelpunkt steht. Dazu werden das Sr/Ca-Verhaeltnis und der Sauerstoffgehalt der Bi2212-Einkristalle variiert. Ausserdem werden durch Bestrahlung mit hochenergetischen schweren Ionen kolumnare Defekte in den Bi2212-Einkristallen erzeugt, die als Keimzentren bei einer Temperbehandlung das Erzeugen von nichtsupraleitenden Ausscheidungen in den Bi2212-Einkristallen ermoeglichen. Die Punktdefekte hervorgerufen durch ein nichtstoechiometrisches Sr/Ca-Verhaeltnis oder durch die Sauerstoff-Nichtstoechiometrie, die kolumnaren Defekte sowie die nichtsupraleitenden Ausscheidungen wirken dabei als Verankerungszentren für Flusslinien. An den Bi2212-Einkristallen werden Messungen der Temperaturabhaengigkeit der magnetischen Suszeptibilitaet sowie der Temperatur-, Feld- und Zeitabhaengigkeit der Magnetisierung durchgefuehrt. In der vergleichenden Diskussion der Ergebnisse werden Unterschiede in der Verankerung der Flusslinien an den verschiedenen Defektarten herausgestellt. In Bi2212-Einkristallen erzeugte nichtsupraleitende Ausscheidungen werden dabei erstmals betrachtet.

In order to produce efficient high temperature superconducting cables and tapes Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi2212) is one of the most interesting material. In this thesis high temperature superconducting Bi2212 single crystals are investigated. In particular it is focused on the influence of the microstructure on the superconducting properties. Therefore the Sr/Ca-ratio and the oxygen content are varied. Also, high energetic heavy ions are used in order to create columnar defects. Nonsuperconducting secondary phases are created using a temper program and the columnar defects acting as crystallisation centres. Point defects created by nonstoichiometric Sr/Ca-ratio or nonstoichiometric oxygen content, columnar defects or nonsuperconducting secondary phases act as pinning centres for flux lines. Temperature dependend magnetic susceptibility measurements and the temperature, field, and time dependend magnetisation measurements are carried out using these Bi2212 single crystals with above mentioned different types of defect structures. The results are discussed in order to show differences in pinning of flux lines by the different defect types. In this regard nonsuperconducting secondary phases created in Bi2212 single crystals are investigated for the first time.