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Materiali YBCO

Contatto: Dott. Giuseppe Celentano
e-mail: celentano@frascati.enea.it
tel.: +39 06 9400 5425
fax.: +39 06 9400 5393
Rappresentazione della struttura cristallina della cella unitaria dell’YBCORappresentazione della struttura cristallina della cella unitaria
dell’YBCO. Nella terza figura sono messi in evidenza i piani CuO2
e le catene CuO

Nell’ambito dell'attività nel campo dei superconduttori ad alta temperatura critica (HTS), la sezione Superconduttività dell’ENEA ha acquisito negli ultimi anni una rilevante esperienza nello sviluppo di nastri, soprattutto di YBa2Cu3O7-δ (YBCO); uno fra i più studiati materiali HTS.

Sono stati realizzati nastri a base di YBCO utilizzando la tecnica RABiTS (Rolling Assisted Biaxially Textured Substrate), applicata a substrati di composti di Ni.
Esempi di strutture ottenute sono: NiV-NiO-CeO2-YBCO e NiV-NiO-CeO2-YSZ-CeO2-YBCO (con correnti critiche fino a 0.7MA/cm2 a 77K), oppure NiW-CeO2-YBCO (con correnti critiche fino a 1.2MA/cm2 a 77K). Le architetture multi-strato sono depositate per mezzo di tecniche come l'evaporazione da cannone elettronico (e-beam) e l’ablazione laser (PLD).
Recentemente, sono stati esplorati con successo metodi per la deposizione chimica.

film spesso di YBCOfoto effettuata tramite un microscopio elettronico a scansione
(SEM), su una sezione di circa 700nm di spessore,
di un film spesso di YBCO

Lo scopo principale di questi progetti è lo sviluppo di un processo per la deposizione in continua su lunghezze rilevanti di "coated conductors" basati su YBCO.
Recentemente sono stati condotti studi sul drogaggio di Ca ai bordi grano dei film di YBCO per aumentarne le proprietà di trasporto.
Un punto fondamentale nello studio degli HTS è l'approfondimento della conoscenza dei meccanismi di ancoraggio (pinning) dei flussoni magnetici (vortici), dovuti a difetti strutturali e l'individuazione di opportune tecniche di difettazione controllata che permettano un miglioramento delle caratteristiche e prestazioni.Ciò è stato raggiunto attraverso l'introduzione di nano-particelle di BaZrO3 nella metrica YBCO, migliorando le proprietà di trasporto in presenza di campo magnetico.