Фізико-технологічні основи осадження тонких ВТНП-плівок YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$
В. С. Фліс$^{1}$, В. М. Пан$^{1}$, В. А. Комашко$^{1}$, В. О. Москалюк$^{1}$, І. І. Пешко$^{2}$
$^1$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^2$Інститут фізики НАН України, просп. Науки, 46, 03028 Київ, Україна
Отримана: 19.04.2006. Завантажити: PDF
Виконано ретельні теоретичні й експериментальні дослідження та модернізацію окремих процесів лазерної та магнетронної метод осадження з метою створення YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$ плівок та бар’єрних шарів CeO$_{2}$ з контрольованою кристалічною структурою і високими надпровідними властивостями плівок YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$. У результаті роботи розроблено фізико-технологічні основи процесу одержання надпровідних плівок YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$ на діелектричних (сапфірових) підложжях із використанням бар’єрного шару CeO$_{2}$, як методою двопроменевого лазерного осадження, так і магнетронного розпорошення. Виконано оптимізацію технологічних режимів осадження плівок обома методами. Показано, що за оптимальних умов осадження можна одержувати епітаксійні плівки YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$ з контрольованою наноструктурою, як методою імпульсного лазерного осадження, так і методою магнетронного розпорошення. При цьому можливо контрольовно змінювати надпровідні властивості ВТНП-плівок YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$, як за струмонесною спроможністю, так і за поверхневим імпедансом на надвисоких частотах. Густина критичного струму надпровідних плівок в залежности від кількости лінійних дефектів (крайових дисльокацій) може коливатися від $7\cdot10^6$ A/см$^2$ при 77 К у нульовому магнетному полі для густини лінійних дефектів близько $10^{11}$ см$^{−2}$ до $×10^5$ A/см$^2$ у таких самих умовах міряння для густини лінійних дефектів близько $10^{10}$ см$^{−2}$. В той же час поверхневий опір для тих самих плівок, міряний при 77 К на частоті 135 ГГц, в залежности від густини лінійних дефектів змінюється від 160 мОм до 115 мОм, відповідно. Розроблені технології надалі можуть використовуватися для виготовлення плівкових НВЧ-фільтрів у мобільному, стільниковому та супутниковому зв’язку, а також для створення довгомірних, так називаних покритих провідників із високою струмонесною здатністю в сильних магнетних полях для електротехнічних застосувань та у мережах електропередач.
Ключові слова: лазерне осадження, магнетронне розпорошення, YBCO-плівки, бар’єрні шари, структура, густина критичного струму, поверхневий опір.
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-T$_{c}$ Superconducting Films of YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$, Usp. Fiz. Met., 7, No. 4: 189—241 (2006) (in Ukrainian), doi: 10.15407/ufm.07.04.189