Физико-технологические основы осаждения тонких ВТСП-плёнок YBa2Cu3O7−δ
В. С. Флис1, В. М. Пан1, В. А. Комашко1, В. О. Москалюк1, И. И. Пешко2
1Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
2Институт физики НАН Украины, просп. Науки, 46, 03028 Киев, Украина
Получена: 19.04.2006. Скачать: PDF
Проведены тщательные теоретические и экспериментальные исследования и модернизация отдельных процессов лазерного и магнетронного методов осаждения с целью создания YBa2Cu3O7−δ пленок и барьерных слоев СеО2 с контролируемой кристаллической структурой и высокими сверхпроводящими свойствами пленок YBa2Cu3O7−δ. В результате работы разработаны физико-технологические основы получения сверхпроводящих пленок YBa2Cu3O7−δ на диэлектрических (сапфировых) подложках с использованием барьерного слоя CeO2, как методом двухлучевого лазерного осаждения, так и магнетронного распыления. Проведена оптимизация технологических режимов осаждения пленок обоими методами. Показано, что при оптимальных условиях осаждения можно получать эпитаксиальные пленки YBa2Cu3O7−δ с контролируемой наноструктурой, как методом импульсного лазерного осаждения, так и методом магнетронного распыления. При этом возможно контролируемо изменять сверхпроводящие свойства ВТСП-пленок YBa2Cu3O7−δ, как по токонесущей способности, так и по поверхностному импедансу на сверхвысоких частотах. Плотность критического тока сверхпроводящих пленок в зависимости от количества линейных дефектов (краевых дислокаций) может колебаться от 7⋅106 A/см2 при 77 К в нулевом магнитном поле для плотности линейных дефектов около 1011 см−2 до ×105 A/см2 в таких же условиях измерения для плотности линейных дефектов около 1010 см−2. В то же время поверхностное сопротивление для тех же пленок, измеренное при 77 К на частоте 135 ГГц, в зависимости от плотности линейных дефектов изменяется от 160 мОм до 115 мОм, соответственно. Разработанные технологии в дальнейшем могут использоваться для изготовления пленочных СВЧ-фильтров в мобильной, сотовой и спутниковой связи, а также для создания длинномерных, так называемых покрытых проводников с высокой токонесущей способностью в сильных магнитных полях для электротехнических применений и в сетях электропередач.
Ключевые слова: лазерное осаждение, магнетронное распыление, YBCO-плёнки, барьерные слои, структура, плотность критического тока, поверхностное сопротивление.
PACS: 61.72.Lk, 74.72.Bk, 74.76.Bz, 81.15.Cd, 81.15.Fg, 81.40.Rs, 85.25.-j
Citation: V. S. Flis, V. M. Pan, V. A. Komashko, V. O. Moskalyuk, and I. I. Peshko, Physicotechnological Principles of Deposition of Thin High-Tc Superconducting Films of YBa2Cu3O7−δ, Usp. Fiz. Met., 7, No. 4: 189—241 (2006) (in Ukrainian), doi: 10.15407/ufm.07.04.189