Resumen de Synthesis of defect free yba2cu3o7-x films over 1μm by csd using inkjet printing
El descubrimiento de los superconductores de alta temperatura (HTS) han supuesto un gran paso en el desarrollo de la tecnología energética. Entre ellos, el YBa2Cu3O7-x (YBCO) epitaxial, ha demostrado una de las mejores propiedades superconductoras, haciendo de este óxido funcional, uno de los superconductores más estudiados.
La deposición química de disolución (CSD) se presenta como una metodología de bajo coste para la síntesis de una gran variedad de óxidos funcionales, incluyendo el YBCO. Esta técnica consiste en la deposición de un precursor organometálico sobre un sustrato texturado, seguido por un tratamiento térmico para pasar de la solución depositada a una cerámica densa y cristalina de YBCO. Además del bajo coste de la CSD, esta metodología permite una alta flexibilidad y control durante la síntesis de la solución, haciendo de esta ruta sintética, una perfecta candidata para la producción de YBCO a gran escala en un proceso competitivo a nivel de mercado.
Para la deposición de la solución precursora de YBCO, presentamos la tecnología Inkjet Prining drop on demand como una técnica perfectamente adaptada a la síntesis de capas de YBCO. La gran flexibilidad y control de deposición, junto con la posibilidad de escalar esta técnica, hacen del Inkjet Printing una candidata perfecta para la producción de capas de YBCO por CSD.
Para poder transportar grandes cantidades de energía, las capas de YBCO deben ser gruesas. Sin embargo, conseguir grosores elevados es el principal problema de la CSD. La enorme reducción de grosor que se da durante la combustión de la materia orgánica, en el proceso conocido como pirolisis, produce un estrés enorme que lleva al agrietamiento de la capa cuando esta sobrepasa unos pocos centenares de nanómetros. Esto ha forzado a muchos investigadores a conseguir aumentar el grosor de la capa mediante multicapas delgadas para evitar las grietas. Este proceso no solo ralentiza la producción, sino que también degrada las propiedades superconductoras debido a la acumulación de cobre que se observa en las interfaces.
Así pues, el objetivo en esta tesis es el de conseguir capas del mayor grosor posible en un solo recubrimiento por tal de maximizar las propiedades superconductoras del YBCO en un proceso rápido y de bajo coste. Para conseguir este objetivo, nos hemos centrado en el estudio de la deposición por Inkjet Printing y pirolisis de las tintas precursoras de YBCO.
A continuación resumimos los principales puntos que vamos a tratar en esta tesis: 1 Hemos diseñado tintas precursoras de YBCO adaptadas para ser depositadas por Inkjet Printing. La deposición de dichas tintas se ha estudiado por tal de obtener capas gruesas y homogéneas.
2 Hemos realizado un análisis exhaustivo de las diferentes propiedades físico-químicas de la capa durante el proceso de pirolisis por tal de evitar la formación de grietas en nuestras capas.
3 Hemos usado el conocimiento adquirido durante los dos puntos previos para obtener capas que sobrepasan la micra de grosor en un solo recubrimiento de YBCO sobre diferentes tipos de sustrato de modo reproducible, demostrando así la alta competitividad de la metodología CSD en la síntesis de capas de YBCO.
