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HTS Drähte

Als supraleitendes Material für aktuelle HTS Drähte kommt Yttrium-Barium-Kupfer zum Einsatz. Die Herausforderung besteht darin, dieses spröde, keramische Material in Form von flexiblen und hoch performanten Drähten herzustellen. Das gelingt durch die Abscheidung von dünnen Supraleiterschichten auf speziellen Metallbändern. Da diese Abscheidung jedoch nicht unmittelbar auf dem Metallsubstrat erfolgen kann, ist eine komplexe Schichtarchitektur aus mehreren Zwischenschichten (Pufferschichten, Dicke 10-150nm) und Supraleiterschichten (HTS-Schicht, Dicke 500-1000nm) notwendig. Eine weitere Herausforderung ist die Anisotropie der supraleitenden Eigenschaften und die dafür erforderliche kristallographische Ausrichtung der HTS Schicht.

Die Schichten können mit verschiedenen physikalischen und chemischen Verfahren abgeschieden werden. Während physikalische Verfahren auf der Verdampfung der Einzelelemente im Hochvakuum beruhen, basieren chemische Verfahren auf der Abscheidung von metallorganischen Precursoren unter Normaldruck. Physikalische Verfahren ermöglichen HTS Drähte mit höchster Performance, erfordern jedoch hohe Investitions- und Rohstoffkosten sowie beträchtliche Energiekosten. Chemische Methoden ermöglichen dagegen HTS Drähte mittlerer Performance zu niedrigsten Produktionskosten durch geringeren Investitionsbedarf und niedrige Energiekosten.
Die Deutsche Nanoschicht GmbH konnte als bisher einziges Unternehmen weltweit die kontinuierliche Abscheidung der gesamten Schichtarchitektur aus bis zu zehn Keramikschichten mit rein chemischen Methoden in einem voll kontinuierlichen Prozess realisieren.