Properties of electrospun superconducting and magnetoresistive nanowires

Abstract

Supraleitende Nanofasern und magnetoresistive Nanodrähte wurden durch Elektrospinnen und entsprechende Temperaturbehandlung hergestellt. Der Mechanismus des Elektrospinnens wird vorgestellt. Die Kernpunkte der Herstellung von Nanobändern und die Idee des Auffangens von parallelen Nanofasern werden demonstriert. Um supraleitende oder magnetoresistive Phasen unter Erhalt der Faserstruktur zu erzeugen, wird die Temperaturbehandlung basierend auf einer thermogravimetrischen Analyse vorgeschlagen. Die Untersuchung der supraleitenden Nanofasern basiert auf den zwei Kuprat- Supraleitern La1.85Sr0.15CuO4 und Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi-2212). Ein Vergleich der supraleitenden Eigenschaften zwischen La1.85Sr0.15CuO4 Nanodrähten und Nanobändern wird vorgestellt. Die magnetischen und elektrischen Eigenschaften der Bi-2212 - Netzwerke, mit reiner Bi-2212 Phase, aber auch Pb - und Li - dotierten Phasen, werden präsentiert. Das erweiterte Bean-Modell des kritischen Zustandes wird zur Bestimmung der kritischen Stromdichte angewendet und ein Modell eines Netzwerks bestehend aus Josephson-Kontakten wird vorgeschlagen, um die einzigartigen elektrischen Eigenschaften zu erklären. In einem eigenen Abschnitt werden die Eigenschaften einer einzelnen, dicken Bi-2212 Faser demonstriert. Die Eigenschaften von magnetoresistiven Nanodrahtnetzwerken werden anhand des Perowskits La1−xSrxMnO3 untersucht. Der Einfluss des Dotierungsgrads von Sr auf die magnetischen und magnetoresistiven Eigenschaften wird diskutiert. Zum Schluss werden die Eigenschaften von hybriden La1.85Sr0.15CuO4/La0.7Sr0.3- MnO3 - Nanodrahtnetzwerken präsentiert.

Superconducting nanofibers (nanowires and nanoribbons) and magnetoresistive nanowires were fabricated by the electrospinning technique accompanied with appropriate thermal treatment. The mechanism of electrospinning is introduced. The key points of producing nanoribbons and the idea of parallel nanofiber collection are demonstrated. To obtain the superconducting or magnetoresistive phases while maintaining the fiber structure, a thermal treatment based on the thermal gravity analysis is proposed. The investigation of the superconducting nanofibers is based on two cuprate superconducting materials: La1.85Sr0.15CuO4 and Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi-2212). A comparison of the superconductivity between La1.85Sr0.15CuO4 nanowires and nanoribbons is presented. The magnetic and electric properties of the Bi-2212 nanowire networks are presented, including a comparison between pure Bi-2212, Pb-doped Bi-2212, and Li-doped Bi-2212 nanowire networks. The extended critical state model is applied for the critical current density estimation, and a Josephson junction network model is proposed to explain the unique features of the electric properties. As a special section, the properties of a single Bi-2212 thick fiber are also demonstrated. The characterization of the magnetoresistive nanowire networks is based on the perovskite materials La1−xSrxMnO3. The influence of the Sr doping level on the magnetic properties and magnetoresistance is discussed. At the end, the properties of La1.85Sr0.15CuO4/La0.7Sr0.3MnO3 hybrid nanowire networks are presented.