Analysis of NiO and CeO2 Buffer Layers foir YBCO Coated Conductors on Textured Ni Substrates
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Hai-Woong Park
Abstract
NiO and CeO2 buffer layers for YBa2Cu3O7 (YBCO) coated conductors were deposited on biaxially textured Ni substrates by a metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD). The Ni tape substrate was fabricated by sintering of Ni powder at 1100°C for 6h, and cold-rolled into thin tapes. The subsequent heat treatment of the Ni tape at 1000°C resulted in (200) texture development. The surface conditions of the coating layers were characterized as a function of the oxygen partial pressure (PO2) and deposition temperature. According to the Atomic Force Microscopy and SEM results, the average surface roughness of NiO was in the range of 3.1 4.6 nm which was much smoother than that prepared by an oxidation method. In the case of CeO2 films, the surface roughness was kept less than 15 nm up to the deposition temperature of 500°C, but it rapidly increased at T = 520°C due to rapid grain growth of the CeO2. The (200) texture of CeO2 was formed at T=500°C-520°C, t = 3–15 min and PO2=2.30 torr.
Kurzfassung
NiO- und CeO2-Trennschichten bei YBa2Cu3O7 (YBCO)-beschichteten Leitern wurden auf biaxial texturierten Ni-Substraten durch metall-organisch- chemische Dampfabscheidung (MOCVD) abgeschieden. Das Ni-Bandsubstrat wurde durch 6-stündiges Sintern von Ni-Pulver bei 1100°C hergestellt und zu dünnen Streifen kaltgewalzt. Die nachfolgende Wärmebehandlung der Ni-Streifen bei 1000°C führte zur Entwicklung einer (200)- Textur. Die Oberflächenbedingungen der beschichteten Lagen wurden als Funktion des Sauerstoffpartialdrucks (PO2) und der Abscheidungstemperatur charakterisiert. Nach den Ergebnissen aus Rasterkraftmikroskopie und REM lag die mittlere Oberflächenrauigkeit von NiO im Bereich von 3,1–4,6 nm, was wesentlich glatter war bei Präparation durch eine Oxidationsmethode. Bei CeO2-Schichten betrug die Oberflächenrauigkeit bis zur Beschichtungstemperatur von 500 °C weniger als 15 nm, nahm jedoch rasch bei T = 520°C aufgrund des raschen Kornwachstums im CeO2 zu. Die (200)-Textur des CeO2 bildete sich bei T = 500°−520°C, t = 3−15 min und PO2 = 2,30 torr.
Literatur/References
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© 2005, Carl Hanser Verlag, München
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