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Misure di trasporto in superreticoli superconduttori BaCuO2/CaCuO2 cresciuti mediante fotodeposizione laser

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Introduzione A partire dal 1986, anno della scoperta di Bednorz e Müller1 della superconduttività nel sistema La2- x BaxCuO4, con temperatura di transizione (Tc) di 30 K, è stata rivolta grande attenzione, da parte della comunità scientifica, verso la ricerc di nuovi materiali superconduttori basati sugli ossidi del rame, con temperature di transizione e densità di corrente critica (J c) sempre più alte, ed allo stesso tempo stabili e non tossici 2. A distanza di un anno, nel 1987, la scoperta del sistema Y1Ba2Cu3O7-x (YBCO-123) con Tc di 92 K, ha evidenziato la possibilità di realizzare superconduttori utilizzabili nel campo delle applicazioni; successivamente, nel 1988 la temperatura critica è salita fino a 110 K nei sistemi Bi2Sr2Can-1CunOy (BSCCO-22(n-1)n), ed agli inizi degli anni ’90, grazie alla sintesi di materiali basati sul tallio e sul mercurio, (Hg, Tl)1Ba2Can-1CunOy (HBCCO, TBCCO-12(n-1)n) fino a 150 K 2. Con poche eccezioni, la struttura cristallina di questi materiali cuprati, simile alla perovskite classica (tipo CaTiO3), è caratterizzata dalla presenza di piani conduttori CuO2 (ri enuti responsabili del fenomeno della superconduttività ad alta Tc), separati da piani non conduttori o isolanti2,3. La cella unitaria è costituita da due blocchi elementari differenti, che si alternano con regolarità lungo l’asse c. Un blocco (il blocco superconduttore, detto anche blocco Infinite-Layer, IL) consiste di n piani CuO2 separati da cationi di atomi alcalino-terrosi o terre rare (tipicamente Ca, Sr, Y); l’altro blocco, invece, non conduttore, detto blocco di riserva di carica (blocco Charge-Reserv ir, CR), consiste di strati isolanti di ossidi di elementi metallici (Hg-O, Tl-O, Bi-O) e di strati separatori, tipo Ba-O, Sr-O, La-O, e provvede al drogaggio del blocco IL. Grazie alle tecniche di crescita di film sottili epitassiali MBE (Molecular Beam Epitaxy) e PLD (Pulsed Laser Deposition) è possibile realizzare superconduttori ad alta temperatura critica (“High Temperature Super Conductor”, HTSC), in cui la struttura della cella unitaria può essere opportunamente variata, cambiando spessore e composizione chimica di ciascun blocco elementare. Nel presente lavoro di tesi, svolto presso i laboratori del Dipartimento “Scienze e Tecnologie Fisiche ed Energetiche” dell’Università di Roma “Tor Vergata”, abbiamo depositato (su substrati di SrTiO3 [001]) con tecnica PLD e caratterizzato, film sottili epitassiali, con direzione di crescita lungo l’asse c. I film studiati [(BaCuO2)2/(CaCuO2)n], chiamati CBCCO, sono superstrutture artificiali non esistenti in natura in forma termodinamicamente stabile. Tipicamente hanno spessore di 400-500 Å, e sono superconduttori con temperatura critica intorno alla temperatura dell’azoto liquido (77 K); hanno, inoltre, anisotropia e densità di corrente critica intermedia tra i valori riscontrati nel BSCCO

Anteprima della Tesi di Simone Lavanga

Anteprima della tesi: Misure di trasporto in superreticoli superconduttori BaCuO2/CaCuO2 cresciuti mediante fotodeposizione laser, Pagina 1

Tesi di Laurea

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Simone Lavanga Contatta »

Composta da 140 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.