Fabrication d'un nouveau substrat bi-métallique Cu-Ni et dépôt de films de La2Zr2O7 (LZO) sur subtrat métallique par procédé chimique en solution

par Zeming Yu

Thèse de doctorat en Physique des matériaux

Sous la direction de Lian Zhou et de Philippe Odier.

Soutenue en 2008

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Le Coated Conductor est un empilement de couches tampon sur un substrat, il est composé d'un substrat métallique, de couches tampon, d'une couche d'YBCO et d'une couche protectrice. Développer de bons substrats métalliques, simplifier l'architecture des couches tampon et trouver des méthodes de fabrication d'YBCO économiques sont les sujets essentiels de ce domaine. On a développé un nouveau substrat bimétallique Cu-Ni par dépôt électrochimique d'une couche de Ni sur un ruban de cuivre texturé et on discute comment déposer un film de La2Zr2O7 (LZO), de même texture, sur un substrat métallique par un processus chimique en solution (CSD). La fabrication de rubans de Cu texturé par un procédé de laminage-recristallisation est présentée en premier, puis on s'intéresse au dépôt électrochimique du Ni sur ces rubans. La stabilité thermique de la texture et les propriétés magnétiques de ces substrats Cu-Ni est discutée. Le dépôt d'une couche tampon de LZO texturée sur ces substrats par le procédé CSD confirme leur intérêt potentiel pour les Coated Conductors. Le dépôt de couches de LZO sur divers substrats métalliques, la préparation de précurseurs et des substrats, la croissance épitaxiale de couches tampon de LZO sont discutés en détail. On montre que l'acetylacétonate dissout dans l'acide propionique est une bonne solution. Une couche de S de structure c(2x2) à la surface du substrat permet le contrôle de l'orientation initiale des couches de LZO. Le carbone résiduel issu de la synthèse de LZO est un facteur inhibant la croissance des grains de LZO mais son gradient sous la surface est utile. La maitrise de l'ensemble de ces facteurs permet la formation de couches de haute qualité.


  • Résumé

    Coated conductor is a stack of buffer films on a substrate and can be divided into four parts: metallic substrate, buffer layers, YBCO layer and protecting layer. Developing appropriate metallic substrate, simplifying the architecture of buffer layers and finding an economical process for the YBCO layer are the three essential areas of this field. One has developed a new bi-metallic substrate by electro-depositing a Ni layer on a textured Cu tape, and we discuss how to fabricate a textured La2Zr2O7(LZO) film on a metallic substrate by the chemical solution deposition (CSD) process. The fabrication of textured Cu tapes by a rolling-recrystallization process is discussed first, and then the electro-deposition of a Ni layer on this tape is presented. The thermal stability of texture and the magnetic property of this Cu-Ni substrate are discussed. The deposition of a textured LZO buffer layer by CSD confirms the potential interest of this substrate for coated conductors. The deposition of a LZO buffer layer, the preparation of a precursor solution and of the substrate, the epitaxial growth of LZO buffer layer are discussed in details. It is proved that a solution of acetylacetonate dissolved into propionic acid is a good precursor solution. A very thin film of S with the structure c(2×2) at the surface of the substrate is beneficial for controlling the orientation of initial LZO layer. The residual carbon issued from the synthesis of LZO is an inhibiting factor of the growth but its distribution gradient under the surface is useful. A good control of all these factors is a key for processing high quality buffers.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (101 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 130 réf.

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  • Cote : TS08/GRE1/0086/D
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