Homogeneity of melt-grown bulk superconductors

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird die Homogenität von schmelztexturierten Hochtemperatursupraleitern untersucht. Mittelpunkt in experimenteller Hinsicht bilden Messungen der remanenten Feldverteilung mittels Hallsonden und der neu entwickelte Magnetoscan.<br />Hierbei wird die Probenoberfläche mit einem kleinen Permanentmagnet abgerastert, wobei die Antwort der Probe simultan mit einer Hallsonde schon während des Rasterns aufgenommen wird. Der Begriff "Homogenität" bezieht sich nun in erster Linie auf die Ergebnisse der beiden experimentellen Methoden, die remanente Feldverteilung und die Stärke der Abschirmströme in einer Oberflächenschicht des Supraleiters. Mit den Ergebnissen direkt im Zusammenhang stehen die positionsabhängigen supraleitenden Parameter, insbesonders die kritische Stromdichte. Ein Unterschied zwischen den Wachstumssektoren tritt klar hervor, und Inhomogenitäten wie z.B. Korngrenzen und Risse im supraleitenden Massivmaterial werden mit Hilfe des vorgestellten experimentellen Zugangs abgebildet. Dies liefert gerade den Herstellern wertvolle Information über die Qualität der Supraleiter. Der Vorteil der experimentellen Methoden liegt auf der Hand, da es sich hierbei in erster Linie um zerstörungsfreie Techniken handelt. Nicht zerstörungsfrei sind beispielsweise eine vertikale Analyse, in welcher die Probenoberfläche sukzessive abgeschliffen wird, oder magnetische Messungen an kleinen Referenzproben, die an unterschiedlichen Positionen des Massivsupraleiters entnommen wurden. In Kombination mit dem Magnetoscan und den Messungen der remanenten Feldverteilung erhält man ein dreidimensionales Ergebnis.