Выпуски УФМ »  Том 5, выпуск 2

Высокотемпературные сверхпроводяшие материалы с высокими токонесущими характеристиками и методы их получения

С. А. Позигун$^{1}$, В. М. Пан$^{1}$, В. А. Алексеев$^{2}$, В. М. Струнников$^{2}$, А. Р. Кауль$^{3}$, О. Ю. Горбенко$^{3}$

$^1$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^2$Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований, ул. Пушковых, 12, Троицк, РФ
$^3$Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, 119991 Москва, РФ

Получена: 04.11.2003. Скачать: PDF

Развитие технологии получения ВТСП-материалов, которые могут нести бездиссипативные токи высокой плотности, привело к настоящему времени к появлению коммерческих сверхпроводящих кабелей, работающих при температуре жидкого азота, а также длинномерных пленочных ВТСП-материалов. При решении задачи повышения токонесущей способности металлооксидных купратов приходится решать две разнородные задачи: с одной стороны, необходимо получить материал с высоким совершенством кристаллической структуры, близким к монокристаллу, и с другой — для обеспечения высоких значений плотности критического тока образец должен содержать кристаллические дефекты, эффективно способствующие пиннингу вихрей Абрикосова. В работе проводится анализ технологии обработки поликристаллических ВТСП-материалов, полученных традиционными методами механотермической обработки с помощью мощной импульсной плазмы. Полученные результаты сравниваются с нетрадиционными методами получения ВТСП-материалов на примере тонкопленочной технологии химического осаждения из паровой фазы с применением металлоорганических соединений. Делается вывод о высокой перспективности именно нетрадиционных методов получения ВТСП-материалов с высокими токонесущими характеристиками на основе металлооксидных сверхпроводящих пленок.

Ключевые слова: ВТСП-материалы, импульсная плазма, технология MOCVD.

PACS: 74.60.Ge, 74.60.Jg, 74.72.Bk, 74.76.Bz, 81.15.Gh, 81.15.Kk

Citation: S. A. Pozigun, V. M. Pan, V. A. Alekseev, V. M. Strunnikov, A. R. Kaul’, and O. Yu. Gorbenko, High-Temperature Superconducting Materials with High Current-Carrying Characteristics and Methods of Their Fabrication, Usp. Fiz. Met., 5, No. 2: 167—218 (2004) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.05.02.167

Цитированная литература (114)  
  1. J. G. Bednorz and K. Müller, Z. Phys. B: Condensed Matter, 64: 189 (1986). Crossref
  2. M. R. Chandrachood, D. E. Morris, and A. P. B. Sinha, Physica C, 171: 187 (1990). Crossref
  3. M. W. Rupich, U. Schoop, D. T. Verebelyi et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2458 (2003). Crossref
  4. M. S. Hatzistergos, H. Efstathiadis, E. Lifshin et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2470 (2003). Crossref
  5. I. Peshko, V. Flis, and V. Matsui, J. Phys. D: Appl. Phys., 34: 732 (2001). Crossref
  6. W. M. Tiernan, J. M. Madsen, R. B. Hallock et al., Physica C, 168: 189 (1990). Crossref
  7. А. Д. Никулин, В. Я. Филькин, Д. К. Шиков, Журнал Всесоюзного хим. общ-ва им. Д. И. Менделеева, 34, № 4: 519 (1989).
  8. M. Leskela, J. K. Truman, C. H. Mueller et al., J. of Vac. Sci. Technol. A, 7, No. 6: 3147 (1989). Crossref
  9. А. М. Гришин, И. В. Никонец, В. А. Хохлов, Обзоры по высокотемпературной сверхпроводимости, 5, № 1: 44 (1991).
  10. V. M. Pan, V. A. Komashko, V. S. Flis et al., Physica B, 284–288: 831 (2000). Crossref
  11. F. Grilli, S. Stavrev, B. Dutoit, and S. Sprefico, IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1886 (2003). Crossref
  12. M. Yagi, S. Tanaka, S. Mukoyama et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1902 (2003). Crossref
  13. V. E. Sytnikov, P. I. Dolgosheev, M. G. Soloviev et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1964 (2003). Crossref
  14. K. Ueda, O. Tsukamoto, S. Nagaya et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1946 (2003). Crossref
  15. S. Honjo, M. Shimodate, Y. Takahashi et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1952 (2003). Crossref
  16. A. Usoskin, H.C. Freyhardt, A. Issaev et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1972 (2003). Crossref
  17. S. Elschner, F. Breuer, M. Noe et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1980 (2003). Crossref
  18. M. Frank, J. Frauenhofer, P. van Hasselt et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2120 (2003). Crossref
  19. M. Fee, M. P. Staines, R. G. Buckley et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2193 (2003). Crossref
  20. K. Nishijima, M. Asada, A. Izumi et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2124 (2003). Crossref
  21. S. Hanany, T. Matsumura, B. Johnson et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2128 (2003). Crossref
  22. S. Wang, J. Wang, X. Wang et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2134 (2003). Crossref
  23. M. Tsuda, M. Tamura, H. Yamada et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2138 (2003). Crossref
  24. J. Gao, Y. Z. Zhang, B. R. Zhao et al., Appl. Phys. Lett., 53, No. 26: 2675 (1988). Crossref
  25. О. Ю. Горбенко, В. Н. Фуфлыгин, А. Р. Кауль, Сверхпроводимость: исследования и разработки, № 5/6: 38 (1995).
  26. A. Abrutis, A. Teiserskis, V. Kubilius et al., Applied Superconductivity 1999 (Sitges, Spain: 1999) (Eds. X. Obradors et al.), vol. 1, p. 223.
  27. O. Stadel, J. Schmidt, M. Liekefett et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2528 (2003). Crossref
  28. H. Sato, E. Fujimoto, T. Yamada et al., Physica C, 372–376: 68 (2002). Crossref
  29. V. M. Krasnov, Physica C, 372–376: 103 (2002). Crossref
  30. T. Watanabe, Y. Shiohara, and T. Izumi, IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2445 (2003). Crossref
  31. H. Maeda, Y. Tanaka, M. Fukutomi, and T. Asano, Jpn. J. of Appl. Phys., 27, No. 2: L209 (1988). Crossref
  32. M. K. Wu, J. R. Ashburn, and C. J. Torng, Phys. Rev. Lett., 58, No. 9: 908 (1987). Crossref
  33. H. Kumakura, K. Togano, and H. Maeda, Materials of ICSC (9 January, 1990, Bangalore, India).
  34. K. Tachikawa and K. Togano, Proc. of the IEEE, 77, No. 8: 1124 (1989). Crossref
  35. T. R. Dinger, T. R. Worthington, W. J. Gallagher, and R. L. Sandstrom, Phys. Rev. Lett., 58, No. 25: 2687 (1987). Crossref
  36. G. Blatter, H. Dersch, T. Dupre et al., Mod. Phys. Lett. B, 3, No. 5: 375 (1989). Crossref
  37. R. J. Cava, Science, 247, No. 4943: 656 (1990). Crossref
  38. С. Ю. Сумароков, Н. И. Шевцов, В. Ф. Ткаченко и др. (Харьков: 1993) (Препринт/НАН Украины. Институт монокристаллов. ИМК-93-10, 1993).
  39. K. Motta, T. Suzuki, H. Magome, and K. Hirose, J. of Jpn. Soc. Powder and Powder Met., 37: 717 (1990). Crossref
  40. J. Kase, N. Irisawa, T. Morimoto et al., Appl. Phys. Lett., 56: 783 (1990).
  41. M. Murakami, T. Oyama, H. Fujimoto et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 1479 (2003).
  42. P. McGinn, N. Zhu, W. Chen et al., Physica C, 176, No. 1/3: 203 (1991). Crossref
  43. H. Zheng, R. Xu, and J. D. Mackenzie, J. of Mater. Res., 4, No. 4: 911 (1989). Crossref
  44. L. Z. Yi and M. Persson, Supercond. Sci. and Technol., 1, No. 4: 198 (1988). Crossref
  45. D. Bahadur, A. Banerjee, A. Das et al., Mat. Res. Bull., 24, No. 11: 1405 (1990). Crossref
  46. С. Г. Алиханов, В. П. Бахтин, В. И. Васильев и др., Поверхность: Физика, химия, механика, № 5: 142 (1983).
  47. Н. Д. Томашов, И. Б. Скворцова, В. А. Алексеев и др., Защита металлов, 24, № 3: 395 (1988).
  48. Yu. V. Skvortsov, Phys. Fluids B, 4, No. 3: 750 (1992). Crossref
  49. B. G. Bagley, L. H. Greene, J.-M. Tarascon, and G. W. Hull, Appl. Phys. Lett., 51: 622 (1987). Crossref
  50. J. Zhao, C. S. Chern, Y. Q. Li et al., J. of Cryst. Growth, 107: 699 (1991). Crossref
  51. H. Holzschuh and H. Suhr, Appl. Phys. A, 51: 486 (1990). Crossref
  52. T. Yoshitaka, Appl. Phys. Lett., 56: 575 (1990). Crossref
  53. S. Takagi, A. Sekiguchi, N. Hosokawa et al., Jpn. J. Appl. Phys., 28, No. 6: L952 (1989). Crossref
  54. М. И. Гусева, В. М. Гуреев, Ю. В. Мартыненко и др., ЖТФ, 66: 106 (1996).
  55. S. Takeuchi, Materials Transactions, 30: 942 (1989). Crossref
  56. В. С. Комаров, С. Н. Бондаренко, Ю. Н. Туманов и др., Весцi АН БССР. Сер. хiм. наук, 5: 25 (1990).
  57. D. Dube, P. Lambert, B. Arsenault, and B. Champagne, Thin Solid Films, 193–194: 847 (1990). Crossref
  58. А. Н. Мень, В. Б. Фетисов, А. В. Фетисов и др., Мат-лы конф. «Физ.-хим. основы синтеза и св-ва высокотемп. сверхпров. матер. Анализ, стр-ра, св-ва» (Свердловск: Россия: 1990), с. 6.
  59. В. А. Алексеев, С. А. Позигун, Н. В. Шишков, В. К. Каретников, Сверхпроводимость: Физика, Химия, Техника, 3, № 8, ч. 1: 1678 (1990).
  60. M. Kikuchi, S. Nakajima, Y. Syono et al., Physica C, 158, № 1/2: 79 (1989). Crossref
  61. И. Э. Грабой (Дисс. канд. химич. наук) (Москва: МГУ: 1991), 157с.
  62. D. Shi, M. S. Boley, M. Patel et al., J. of Appl. Phys., 66: 2074 (1989). Crossref
  63. A. G. Khachaturyan and J. W. Morris, Phys. Rev. Lett., 59: 2776 (1987). Crossref
  64. F. Izumi, H. Asano, and T. Ishigaki, Jpn. J. of Appl. Phys., 26: L617 (1987). Crossref
  65. C. N. R. Rao and P. Ganguly, Jpn. J. of Appl. Phys., 26: L882 (1987). Crossref
  66. В. А. Алексеев, А. В. Кулаков, В. К. Панкратов, В. Д. Письменный, С. А. Позигун и др., Мат-лы 4-й Всесоюзной Конференции по взаимодействию излучения, плазменных и электронных потоков с веществом (Фрунзе: Киргизия: 1990), с. 98.
  67. V. A. Alekseev, S. A. Pozigun, V. M. Strunnikov, and N. V. Shishkov, Physica C, 185–189: 505 (1991). Crossref
  68. A. Taffin, T. Brousse, B. Mercey et al., Physica C, 170: 59 (1990). Crossref
  69. S. A. Pozigun and D. A. Lapshin, Physica C, 235–240: 3181 (1994).
  70. Д. А. Лапшин, С. А. Позигун, Приборы и техника эксперимента, № 2: 162 (1995).
  71. V. A. Alekseev, S. A. Pozigun, V. M. Strunnikov, and N. V. Shishkov, The Thesis of The Second Int. Ceramic and Technology Congress (Orlando: USA: 1990), p. B124.
  72. L. Garwin, Nature, 327: 101 (1987). Crossref
  73. P. Narrotan, B. L. Sandkuhl, A. L. Sandkuhl, and D. E. Farrell, Appl. Phys. Lett., 52: 838 (1988). Crossref
  74. S. R. Ovshinsky, R. T. Young, D. D. Allred et al., Phys. Rev. Lett., 58: 2579 (1987). Crossref
  75. J. L. Tallon, R. Buckley, P. W. Gilberd, and M. R. Presland, Physica C, 158: 247 (1989). Crossref
  76. K. Tsukamoto, H. Shimojima, M. Ishii, and C. Yamagishi, J. of Jpn. Soc. Powder and Powder Met., 37: 813 (1990). Crossref
  77. K.-H. Muller, Physica C, 159: 717 (1989). Crossref
  78. С.А. Позигун, В.Ф. Хирный, Вісник Дніпропетровського університету. Сер. фізика, радіоелектроніка, № 7: 66 (2001).
  79. V. A. Alekseev, S. A. Pozigun, A. V. Permyakov et al., Proc. Int. Workshop MSU-HTSC II (Moscow: Russia: 1991), vol. 2, p. 385.
  80. A. R. Kaul, I. E. Korsakov, and A. V. Permyakov, in Science and Technology of Thin Film Superconductors 2 (Eds. R. D. McConnell and R. Noufi) (New York, USA: 1990), p. 403. Crossref
  81. S. A. Pozigun, V. F. Khirnyi, V. A. Alekseev, and V. M. Strunnikov, Functional Materials, 9, No. 4: 762 (2002).
  82. J. W. Ekin, The Proc. of SPIE Processing of Films for High-Tc Superconducting Electronics, 359 (1989).
  83. С. I. Сидоренко, С. М. Волошко Матерiалознавство високотемпературних надпровiдникiв (Київ: Україна: Вища школа: 1995).
  84. F. Miyaji, T. Yoko, and S. Sakka, J. of Non-Cryst. Solids., 126, No. 1/2: 170 (1990). Crossref
  85. K. Sato, S. Omae, K. Kojima et al., Jpn. J. of Appl. Phys., 27: L2088 (1988). Crossref
  86. K. Kadowaki and T. Mochiki, Physica C, 195: 127 (1992). Crossref
  87. V. F. Solovjov, V. M. Pan, and H. C. Freyhardt, Phys. Rev. B, 50: 13724 (1994). Crossref
  88. E. H. Brandt, Rep. Progr. Phys., 58: 1465 (1995). Crossref
  89. V. M. Pan, Proc. ‘Physics and Materials Science of Vortex States, Flux Pinning and Dynamics” (Eds. R. Kossowsky et al.) (Kusadasi: Turkey: 1998), p. 1.
  90. V. Hardy, J. Provost, D. Groult et al., J. Alloys & Compounds, 195: 395 (1993). Crossref
  91. В. М. Пан, Успехи физ. мет., 1, № 1: 49 (2000).
  92. D. Dimos et al., Phys. Rev. Lett., 61, No. 2: 219 (1988). Crossref
  93. V. M. Pan, A. L. Kasatkin, V. S. Flis, V. A. Komashko et al., Inst. Phys. Conf. Ser., No. 167: 699 (2000).
  94. A. R. Kaul, O. Yu. Gorbenko, and S. A. Pozigun, Proc. Int. Workshop MSU-HTSC II (Moscow, Russia: 1991), vol. 1, p. 165.
  95. A. R. Kaul and B. V. Seleznev, J. de Physique IV (Coll. C3, Suppl. au J. de Physique II), 3: 375 (1993).
  96. I. S. Chuprakov and A. R. Kaul, J. of CVD, 2: 123 (1993).
  97. K. Ebihara, S. Kanazawa, T. Ikegami, and M. Shiga, Proc. of 9th Int. Symp. on Plasma Chemistry (Pugnochiuso, Italy: 1989), vol. 3, p. 1509.
  98. T. Ushida, K. Higashiyama, I. Hirabayashi, and S. Tanaka, Supercond. Sci. Technol., 4: 445 (1991). Crossref
  99. R. Singh, J. T. C. Ng, S. Sinha, and V. Dhall, Rev. Sci. Instrum., 64, No. 2: 514 (1993). Crossref
  100. О. Ю. Горбенко (Дисс. канд. хим. наук) (Москва: МГУ: 1994), 232 с.
  101. O. Yu. Gorbenko, A. R. Kaul, I. V. Pogosova, S. N. Polyakov et al., Material Science and Engineering, B17: 157 (1993). Crossref
  102. T. Hirai and H. Yamane, Appl. Phys., 59, No. 2: 134 (1990).
  103. O. Yu. Gorbenko, A. R. Kaul, Yu. D. Tretyakov et al., Physica C, 190: 180 (1991). Crossref
  104. B. Schulte, M. Maul, P. Haussler et al., Appl. Phys. Lett., 62, No. 6: 633 (1993). Crossref
  105. Y. Q. Li, J. Zhao, C. S. Chern et al., Physica C, 195: 161 (1992). Crossref
  106. V. N. Fuflyigin, A. R. Kaul, S. A. Pozigun, and Yu. D. Tretyakov, Appl. Supercond., 1: 587 (1993).
  107. M. Wang, G. Xiong, X. Tang, and Z. Hong, Physica C, 210: 413 (1993). Crossref
  108. В. Н. Фуфлыгин (Дисс. канд. хим. наук) (Москва: МГУ: 1995), 153 с.
  109. J. Ishiai, S. Yamada, S. Yoshozawa, and K. Endo, J. of Crystal Growth, 115: 762 (1991). Crossref
  110. T. Sugimoto, M. Nakagawa, Y. Shiohara, and S. Tanaka, Physica C, 192: 108 (1992). Crossref
  111. M. Yano, T. Moku, T. Maemoto et al., Phase Transitions, 42: 73 (1993). Crossref
  112. T. Hirai and H. Yamane, J. Crystal Growth, 107: 683 (1991). Crossref
  113. J. M. Zhang, H. O. Marcy, L. M. Tonge, and B. W. Wessels, Appl. Phys. Lett., 18: 1906 (1989). Crossref
  114. Y. Takahashi, Y. Aoki, T. Hasegawa et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond., 13, No. 2: 2458 (2003). Crossref

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»