Metal Propionate Solutions for High-Throughput Liquid-Assisted Manufacturing of Superconducting REBaCuO (RE = Y, Gd, Sm, and Yb) Films
Saltarelli, Lavinia (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Sanchez-Rodriguez, Daniel (Universitat de Girona)
Gupta, Kapil (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Kethamkuzhi, Aiswarya (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Farjas Silva, Jordi (Universitat de Girona)
Molins Grau, Elies (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Yáñez López, Ramón (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Ricart, Susana (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Obradors, Xavier (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Puig, Teresa (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2024
Resum:	The cost-effective synthesis of a series of metal propionate powders (copper, yttrium, barium, samarium, gadolinium, and ytterbium) is developed through single chemical reactions resulting in five novel crystalline forms. These complexes are valuable precursors for the preparation of epitaxial REBaCuO (REBCO) superconducting films (here, RE = Y, Sm, Gd, and Yb) through the innovative transient liquid-assisted growth (TLAG) process based on chemical solution deposition (CSD). TLAG-CSD shows impressive results with YBaCuO (YBCO), obtaining critical current densities of 2. 6 MA/cm 2 (77 K) on 500 nm films at unprecedented growth rates (50-2000 nm/s), boosting unprecedented high-throughput industrial production. With a cardinal concern on designing the pyrolysis toward optimal nanocrystalline films for TLAG, an analysis of the thermal behavior of the synthesized precursors is essential. Decomposition pathways for each metal propionate are established, and compatibility with TLAG-CSD is corroborated. Metal-organic solutions for these REBCO systems are successfully prepared, and their rheological properties and thermal behavior are analyzed. This work demonstrates homogeneous nanocrystalline films through propionate-based REBCO precursor solutions, including several rare-earth ions, which display exemplary chemical and microstructural characteristics crucial for TLAG, and provides a base for a wide variety of CSD-based functional oxides.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2021-127297OB-C21 Agencia Estatal de Investigación PDC2022-133208-I00 Agencia Estatal de Investigación CEX2019-000917-S Agencia Estatal de Investigación CEX2023-001263-S Agencia Estatal de Investigación PRE2019-090621 Agencia Estatal de Investigación PRE2020-091817 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00440 European Commission 101081998 European Commission 669504
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Metal propionates ; Thermogravimetric analysis ; Microstructure ; Chemical solution deposition ; Superconducting materials ; Transient liquid assisted growth
Publicat a:	ACS applied materials & interfaces, Vol. 16, Num. 40 (Octubre 2024) , p. 54200-54215, ISSN 1944-8252

DOI: 10.1021/acsami.4c11685
PMID: 39324829

16 p, 12.1 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats