Magnetic flux density and current density distributions of YBa2Cu3O7 films in soft magnetic environments are investigated by magneto-optics. Next to the magnets flux penetration is strongly modified. Current density distributions obtained by an inversion of the law of Biot–Savart show overcritical current densities in the current domains next to the magnets.

There are a number of reports on the epitaxial growth of MOD buffer layers for coated conductors. However, the quality of superconducting films deposited on top of these layers is often poor. We demonstrate that YBa 2 Cu 3 O 7 (YBCO) layers with a high critical current density of 20 MA cm −2 (8 K) can be deposited on MOD-YSZ (ZrO 2 :10 mol% Y 2 O 3 ) which has been grown epitaxially on YSZ(001) single crystals. Furthermore, high j c YBCO films are obtained on a MOD-YSZ buffer deposited on an IBAD (ion-beam-assisted-deposition)-YSZ substrate. In this case, critical current densities of 11 MA cm −2 (8 K) are observed. Finally, multilayers of MOD-YSZ on IBAD-YSZ substrates are prepared, where the development of texture with increasing film thickness is discussed as well as its possible technological impact.

A novel synthetic approach is given for the preparation of a metal-organic lanthanide sol-gel precursor solution and its application for the production of coated conductors. Besides all other problems concerning the technical process itself, the key to a successful deposition of oxide layers is the choice of the precursor solution and the understanding of the mechanism of deposition. Moreover, the isolation and characterization of the species involved in the reaction is very important. Regarding the complex process occurring during the formation of the surface layer, it is obvious that the best choice should have a compound already containing the final composition of the layer. Two compounds of composition [Y(OAc)3(H2O)2]2 and [Y(OAc)3]2(H2O) were isolated from their precursor solution and characterized by X-ray structural analysis. A short outlook will give an insight into the possible bonding mechanisms of the surface layer. These experiments were made with the mixed metal-oxide system yttrium-stabilized zirconium oxide, which is widely used as a substrate for superconducting oxides. A study of the structure of hydrated yttrium acetates, by single-crystal X-ray diffraction, infrared spectra, and elemental analysis demonstrates that there are two separate structures for hydrated yttrium acetates, which play a role as an intermediate in the building of ceramic oxide layers for coated conductors.

Eine interessante Eigenschaft von Supraleitern ist es, daß ihr elektrischer Widerstand unterhalb einer kritischen Temperatur T c verschwindet. Dadurch ergeben sich faszinierende Anwendungsmöglichkeiten in der Energie-und Meßtechnik. Schon heute werden in einigen Spezialanwendungen, die hohe Magnetfelder erfordern, wie Kernspintomographen und NMR, Supraleiter als Stromleiter zur Magnetfelderzeugung eingesetzt. Seit der Entdeckung im Jahr 1911 [1] ist Supraleitung daher Gegenstand intensiver Forschung. Allerdings war die technische Einsetzbarkeit aufgrund der niedrigen Sprungtemperaturen von 23.2 K in Nb 3 Ge sehr begrenzt. Mit der Entdeckung der Hochtemperatursupraleitung (HTSL) im System La 1.85 Sr 0.15 CuO 4 [2] (T c ≈ 35 K) im Jahr 1986 und der darauffolgenden Entdeckung von Supraleitung bei 92 K in YBa 2 Cu 3 O 7 (YBCO) [3] ergaben sich durch die Kühlbarkeit mit flüssigem Stickstoff (Siedetemperatur 77 K) kostengünstigere und energiesparende Kühlverfahren. Eine Besonderheit der Kuprat-Hochtemperatursupraleiter ist die Anisotropie ihrer stromtragenden Eigenschaften: Der Stromtransport findet in zweidimensionalen CuO 2 -Ebenen statt, die für gute stromtragende Eigenschaften parallel zur Richtung des Stromes ausgerichtet sein müssen. Darüberhinaus unterdrücken Korngrenzen im Supraleiter aufgrund der kleinen Kohärenzlänge in den HTSL die Stromtragfähigkeit. Die beobachteten Stromdichten in einkristallinen YBCO-Filmen von 5•10 6 A/cm 2 (77 K) werden für große Korngrenzwinkel um zwei bis drei Größenordnungen reduziert [4]. Gute supraleitende Eigenschaften lassen sich dadurch nur in einkristallinen oder nahezu einkristallinen Materialien erzielen. Bei den supraleitenden Bandleitern der zweiten Generation, den Coated Conductors, wird ein nahezu einkristalliner YBCO-Film durch epitaktisches Wachstum auf einem texturierten Substrat hergestellt. Die verwendeten YBCO-Schichtdicken liegen im Bereich von 1500-3000 nm. Dabei kommen zwei verschiedene Substrattypen zum Einsatz: • RABiTS [5]: hier werden durch Rekristallisation verformter Ni-Bänder biaxiale Texturen eingestellt. Nach Deposition epitaktischer Pufferschichten wie beispielsweise CeO 2 oder Yttrium-stabilisiertem Zirkondioxid (YSZ) wird der YBCO-Film mit gepulster Laserdeposition, Koverdampfen, MOCVD, MOD oder dem TFA-Prozeß abgeschieden. • IBAD: Mit ionenstrahlunterstützter Deposition (Ion-Beam-Assisted-Deposition (IBAD)) [6] können zwangstexturierte Funktionsschichten (z.B. IBAD-YSZ) mit einer biaxialen Textur auf polykristallinen, metallischen Substraten hergestellt werden, die sich dann als epitaktische Unterlage für die Abscheidung eines YBCO-Filmes eignen. Bei diesem Verfahren wird während der Deposition von YSZ durch Ionenstrahlsputtern mit einem zweiten Ionenstrahl unter schrägem Einfall die Schicht beschossen. Dadurch bildet sich eine biaxiale Textur, wobei der Grad der Texturierung mit wachsender Schichtdicke zunimmt [7].Bestandteil der Pufferarchitektur (Abb. 1.1) sind bei beiden Konzepten keramische Schichten wie YSZ und CeO 2 . Diese dienen als Texturv...

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