Die Stabilität des stromtragenden Zustands in MgB2 Schichten mit modifizierter Mikrostruktur

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Instabilitäten des stromtragenden Zustands in dünnen Schichten des metallischen Supraleiters MgB2 untersucht. Es handelt sich dabei um sprunghafte Veränderungen des magnetischen Flussliniensystems aufgrund äußerer Einflüsse. Über die bisher bekannten Rahmenbedingungen für Instabilitäten in dünnen supraleitenden Schichten hinaus wurde der Einfluss der Mikrostruktur der Schichten untersucht.

Für die Präparation der supraleitenden Schichten wurde ein relativ einfaches Verfahren verwendet, bei dem ein durch Elektronenstrahlverdampfung hergestellter Magnesium/Bor Precursor ex ¿ situ ausgeheizt wurde. Dadurch konnten MgB2 Schichten mit guten supraleitenden Eigenschaften erzeugt werden, die jedoch nicht epitaktisch sind. Durch die Variation des Precursors war es möglich, strukturelle Inhomogenitäten im Mikrometerbereich bereits während der Herstellung der Proben zu erzeugen. Es wurden Schichten, mit verschiedenen Mikrostrukturen hergestellt: Neben homogenen Schichten wurden inhomogene Schichten hergestellt, die von ¿Kanälen¿ mit reduziertem Schichtstrom durchzogen sind. Darüber hinaus wurden Schichten hergestellt, die nur in Teilen diese Kanäle aufweisen. Der besondere Vorteil der Kombination aus homogenen und inhomogenen Teilen ist, dass beide Bereiche unter identischen äußeren Bedingungen verglichen werden können.

Die Abbildung der räumlichen Verteilung des magnetischen Flusses in supraleitenden Schichten wurde über ein auf dem Faraday ¿ Effekt basierendes magnetooptisches Verfahren erreicht. Instabilitäten in Form von sogenannten Flusslawinen können damit ortsaufgelöst abgebildet und auf Größe, Anzahl sowie Form untersucht werden. Über ein numerisches Inversionsverfahren des Gesetzes von Biot und Savart kann die Verteilung der Stromdichte berechnet werden.