Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9225 |
Resumo: | Currently, several research groups have been devoted to the production of superconducting films. This interest lies on the facility of their manipulation, on the understanding of basic concepts of the superconductivity and, especially, in the possibility of reducing them to dimensions compatible to their application as devices. Therefore, there is a great technological and academic interest in this issue. The most used material in superconducting devices is the niobium (Nb) and its alloys. Although Nb has been known as superconductor since 1930, the interest in excellent films of this material still remains. In this work, using a DC magnetron sputtering technique, we have developed an experimental method that allows one to produce superconducting Nb films of good quality - transition temperature of 9.1 K and transition width of 0.2 K. Therefore, we performed a systematic study of the setup parameters that influences the structural and superconducting properties of the films. In particular, we have analyzed the evolution of the lattice parameter, average grain size crystalline and critical temperature. Such values have been compared in a diagram. Nb films exhibit flux avalanches at certain values of field and temperature. We have detected and visualized the occurrence of avalanches of magnetic flux in Nb films and, in order to suppress the abrupt flux penetration, we have coupled to the films of thickness of 200 nm, thick metal layers of aluminum, silver and copper of different thicknesses, so called hybrid systems - Superconductor/Normal Metal. In this work piece, two experimental techniques have been employed: magnetometry and magneto-optical imaging. A partial suppression of avalanches in the hybrid systems has been observed. |
id |
UFSM_42b765a28e44c193f8f15b7bce4a0db9 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufsm.br:1/9225 |
network_acronym_str |
UFSM |
network_name_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository_id_str |
|
spelling |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DCProduction of superconducting niobium films and hybrid sistems grown by DC Magnetron SputteringFilmesNióbioSupercondutividadeSistemas híbridosAvalanches de fluxo magnéticoMagnetron sputteringFilmsNiobiumSuperconductivityHybrid sistemsMagnetic flux avalanchesCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICACurrently, several research groups have been devoted to the production of superconducting films. This interest lies on the facility of their manipulation, on the understanding of basic concepts of the superconductivity and, especially, in the possibility of reducing them to dimensions compatible to their application as devices. Therefore, there is a great technological and academic interest in this issue. The most used material in superconducting devices is the niobium (Nb) and its alloys. Although Nb has been known as superconductor since 1930, the interest in excellent films of this material still remains. In this work, using a DC magnetron sputtering technique, we have developed an experimental method that allows one to produce superconducting Nb films of good quality - transition temperature of 9.1 K and transition width of 0.2 K. Therefore, we performed a systematic study of the setup parameters that influences the structural and superconducting properties of the films. In particular, we have analyzed the evolution of the lattice parameter, average grain size crystalline and critical temperature. Such values have been compared in a diagram. Nb films exhibit flux avalanches at certain values of field and temperature. We have detected and visualized the occurrence of avalanches of magnetic flux in Nb films and, in order to suppress the abrupt flux penetration, we have coupled to the films of thickness of 200 nm, thick metal layers of aluminum, silver and copper of different thicknesses, so called hybrid systems - Superconductor/Normal Metal. In this work piece, two experimental techniques have been employed: magnetometry and magneto-optical imaging. A partial suppression of avalanches in the hybrid systems has been observed.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoAtualmente, diversos grupos de pesquisa têm se dedicado à fabricação de filmes supercondutores. O interesse reside na facilidade de manipulação, no entendimento de conceitos básicos do fenômeno da supercondutividade e, principalmente, na possibilidade de reduzi-los a dimensões compatíveis à aplicação como dispositivos. Portanto, há um grande interesse acadêmico e tecnológico nesta área. O material mais utilizado na construção de dispositivos supercondutores é o nióbio (Nb) e suas ligas. Apesar do Nb ser conhecido como supercondutor desde 1930, o interesse em excelentes filmes desse material ainda persiste. Neste trabalho, utilizamos a técnica de magnetron sputtering DC, com a qual estabelecemos uma rotina experimental que possibilitou produzir filmes supercondutores de Nb de boa qualidade - temperatura crítica de 9,1 K e largura de transição de 0,2 K. Para tanto, realizamos um estudo sistemático de como os valores dos parâmetros experimentais influenciam nas propriedades estruturais e supercondutoras dos filmes. Em particular, analisamos a evolução do parâmetro de rede, do tamanho médio dos grãos cristalinos e da temperatura crítica com os valores das variáveis de deposição e, por conseguinte, comparamos esses valores em um diagrama. Filmes de Nb exibem avalanches de fluxo magnético quando submetidos a certos valores de campo e temperatura. Detectamos e visualizamos a ocorrência de avalanches de fluxo magnético nos filmes de Nb produzidos e, com o intuito de suprimir as penetrações abruptas de fluxo, acoplamos a filmes de 200 nm de espessura camadas metálicas de alumínio, prata e cobre de diferentes espessuras, denominados sistemas híbridos - Supercondutor/Metal Normal. Este estudo foi conduzido por meio de duas técnicas experimentais: magnetometria volumétrica e imageameto magneto-ótico. Observamos uma supressão parcial das avalanches de fluxo magnético nos sistemas híbridos.Universidade Federal de Santa MariaBRFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaOliveira, Ana Augusta Mendonça dehttp://lattes.cnpq.br/1723588689819867Zadorosny, Rafaelhttp://lattes.cnpq.br/6913351251148957Dorneles, Lucio Strazzaboscohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795059E0Carmo, Danusa do2017-05-052017-05-052012-08-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfCARMO, Danusa do. Production of superconducting niobium films and hybrid sistems grown by DC Magnetron Sputtering. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9225porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-08-05T18:20:57Zoai:repositorio.ufsm.br:1/9225Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-08-05T18:20:57Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC Production of superconducting niobium films and hybrid sistems grown by DC Magnetron Sputtering |
title |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC |
spellingShingle |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC Carmo, Danusa do Filmes Nióbio Supercondutividade Sistemas híbridos Avalanches de fluxo magnético Magnetron sputtering Films Niobium Superconductivity Hybrid sistems Magnetic flux avalanches CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
title_short |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC |
title_full |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC |
title_fullStr |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC |
title_full_unstemmed |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC |
title_sort |
Produção de filmes supercondutores de nióbio e de sistemas híbridos crescidos por Magnetron Sputtering DC |
author |
Carmo, Danusa do |
author_facet |
Carmo, Danusa do |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Oliveira, Ana Augusta Mendonça de http://lattes.cnpq.br/1723588689819867 Zadorosny, Rafael http://lattes.cnpq.br/6913351251148957 Dorneles, Lucio Strazzabosco http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795059E0 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Carmo, Danusa do |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Filmes Nióbio Supercondutividade Sistemas híbridos Avalanches de fluxo magnético Magnetron sputtering Films Niobium Superconductivity Hybrid sistems Magnetic flux avalanches CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
topic |
Filmes Nióbio Supercondutividade Sistemas híbridos Avalanches de fluxo magnético Magnetron sputtering Films Niobium Superconductivity Hybrid sistems Magnetic flux avalanches CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
description |
Currently, several research groups have been devoted to the production of superconducting films. This interest lies on the facility of their manipulation, on the understanding of basic concepts of the superconductivity and, especially, in the possibility of reducing them to dimensions compatible to their application as devices. Therefore, there is a great technological and academic interest in this issue. The most used material in superconducting devices is the niobium (Nb) and its alloys. Although Nb has been known as superconductor since 1930, the interest in excellent films of this material still remains. In this work, using a DC magnetron sputtering technique, we have developed an experimental method that allows one to produce superconducting Nb films of good quality - transition temperature of 9.1 K and transition width of 0.2 K. Therefore, we performed a systematic study of the setup parameters that influences the structural and superconducting properties of the films. In particular, we have analyzed the evolution of the lattice parameter, average grain size crystalline and critical temperature. Such values have been compared in a diagram. Nb films exhibit flux avalanches at certain values of field and temperature. We have detected and visualized the occurrence of avalanches of magnetic flux in Nb films and, in order to suppress the abrupt flux penetration, we have coupled to the films of thickness of 200 nm, thick metal layers of aluminum, silver and copper of different thicknesses, so called hybrid systems - Superconductor/Normal Metal. In this work piece, two experimental techniques have been employed: magnetometry and magneto-optical imaging. A partial suppression of avalanches in the hybrid systems has been observed. |
publishDate |
2012 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2012-08-16 2017-05-05 2017-05-05 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
CARMO, Danusa do. Production of superconducting niobium films and hybrid sistems grown by DC Magnetron Sputtering. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9225 |
identifier_str_mv |
CARMO, Danusa do. Production of superconducting niobium films and hybrid sistems grown by DC Magnetron Sputtering. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012. |
url |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9225 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria BR Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria BR Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
instname_str |
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
instacron_str |
UFSM |
institution |
UFSM |
reponame_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
collection |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository.name.fl_str_mv |
Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
repository.mail.fl_str_mv |
atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com |
_version_ |
1805922068615659520 |