Способ получения пленок высокотемпературных сверхпроводников

Способ получения пленок высокотемпературных сверхпроводников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сверхпроводимости Цель изобретения - повышение величины критического тока за счет создания текстурированных пленок. (001) с осью текстуры ортогонально плоскости подложки Поставленная цель достигается тем, что после вакуумного напыления пленки состава (TR) Ва2Си3Ог х,где TR У, Ей, Ег, на подложку проводят нагревание пленки до температуры отжига. Отжиг проводят при 830-950°С в инертной атмосфере в течение 0, мин0 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соыиАпи п«есю4х с Ц 1 17Щ А1

РЕСПУБЛИК рц Н 01 1. 39/24

ГОСУДАРСТВ Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТНЧЬСТБУ

® СОВ8ЯЯ

: ПН7%.7цуущ,., БИ. Щг ()q (21) 4475028/25 (22) 19.08.88 (46) 23.04,93. Бюл, М 15 (71) Институт радиотехники и электроники АН СССР (72) И,И.Котелянский, В.Б.Кравченко, В.A.Ëóçàíîa и А.Т.Соболев (56) M.Komuro at а1., .1ар, J, Арр1, Phys, 1987. v. 26, 11, р. 19021907.

Т,С,Bruyere at al., Иа . Res, Bull, 1988, v. 23, ." 3, р.429-436., (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЛ ПЛЕНОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к сверхпроводимости.и может быть использовано при реализации структур криоэлектроники °

Цель изобретения - повышение величины критического тока за счет соз " дания текстурированных пленок с осью текстуры ортогонально плоскости под" ложки.

Сущность способа заключается в том, что текстурированную пленку с требуемым направлением оси текстуры получают за счет подбора совокупности состава атмосферы и режима термообработки. Нагрев до температуры отжига и отжиг проводят s инертной атмосфере, при этом длительность отжига . составляет 0,5-30 мин. Минимальное время отжига 0 5 мин определяется необходимостью создания текстуры с осью, перпендикулярной плоскости Неориентирующей оксидной подложки, .и (57) Изобретение относится к сверхпроводимости. Цель изобретения - повышение величины критического тока за. счет создания текстурированных пленок. (001) с осью текстуры ортогональко плоскости подложки. "Поставленная цель достигается тем, что после вакуумного напыления пленки состава (TR) Ва СоэО „,где TR = Y

Eu Er, на подложку проводят нагревание пленки до температуры отжига.

Отжиг проводят при 830-950 С в инертной атмосфере в течение 0,5-3g мин.

1 табл, найдено экспериментально. Иаксимальное время выдержки определяется взаимодействием Фазы 1:2:3 с рядом подложек (например, А1 О ) при высокой температуре, что прйводит к размытию сверхпроводящего перехода. Нанесение пленок на подложку производят с помощью магнетронного распыления в атмосфера аргона с использованием мишени из керамики (TR) Ва СизО „, где TR = Y, Eu, Er, Существенной разницы в условиях распыления, отжига и свойствах полученных пленок не наблюдается. Предложенный метод может .быть с таким же успехом использован и для структур, где осаждение пленок проводят электронным лучом, триодным илИ другим вакуумным методом напыления. Величина. критического тока, как правило, несколько выше в пленка, отожженных в течение короткого времени (0,2-2 мин) при более высокой

1651704 температуре (900-920 С) „Это связано с малым размером образующихся при таких режимах зерен. Нагревание структуры пленка - подложка до температуры отжига проводят в атмосфере аргона или азота„ Скорость нагревания мо.жет быть любой от 100 /ч до

2000 /мин. Процесс выдержки — отжига в инертной атмосфере при высокой тем- 1л пературе может быть разделен с про" цессом охлаждения в кислородсодержащей атсофере: после высокотемператур, ного отжига пленка может быть охлаждена до более низкой температуры (от

500 С до комнатной) в инертной ат мосфере, затем вновь нагрета до 830950 С и охлаждена уже в кислородсодержащей атмосфере.

Пример 1. На подложку НЮ /

/Y 0 (фианит) с ориентацией (III) с помощью магнетрона напыляют пленку

YBa>Cu 0g х толщиной 0,8 мм. Структуру пленка - подложка нагревают в 25 инертной атмосфере до 950 Г, выдерживают при этой температуре 5 мин, заменяют азот на кислород и охлаждают структуру со с соростью 200 /ч. Пленка имеет четко выраженную текстуру ЗО с осью перпендикулярно подложке (сильные отражения типа ООЕ), температуру перехода в сверхпроводящее состояние

83 К и величину J при 77 К 5 " х 10з А/см2. 35

Пример 2. На подложку Hf0

/7 0з с ориентацией (100) с помощью магнетрона напыляют пленку EuBazCu+Og x толщиной 1 мкм. Структуру пленкаподложка нагревают в атмосфере арго- 4(} на до 880 Г, выдерживают при этой температуре 10 мин, охлаждают до комнатной температуры. атем в кислороде нагревают до 880 С и охлаждают со скоростью 150 /ч. Пленка имеет 45 четко выраженную текстуру (001), температура перехода пленки в сверхпроводящее состояние 84 К, величина 1 при 77 К 3 10 А/см, В таблице приведены данные для примеров 3-11 условия проведения которых аналогичны условиям примера 1.

Помимо чисто оксилных подложек, указанный способ может быть использован и для получения пленок на подложках из других материалов с использованием промежуточного оксидного подслоя, например на подложках из кремния (примеры 9 и 10). Толщина подслоя в этом случае составляет

0,4 мкм, Таким образом, предлагаемый способ позволяет воспроизводимо получать ня неориентирующих оксидных подложках пленки высокотемпературных сверхпроводников типа (TR)

Ва<Си>07 „с осью текстуры перпендикулярйо плоскости подложки и добиваться за счет этого на 1-2 порядка более высоких значений критического тока, что расширяет область применения таких пленок в устройствах твердотельной электроники. формула изобретения

Способ получения пленок высокотемпературных сверхпроводников состава (TR) Ва Сиз07 х где TR = 7, Eu> Er> включающий вакуумное напыление пленки на оксидную подложку последующий отжиг структуры пленка подложка при 830-950 Г и охлаждение в кислородсодержащей атмосфере„ о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения величины критического тока за счет создания текстурированных пленок (001) с осью текстуры ортогонально плоскости подложки, структуру пленка — подложка после напыления нагревают в инертной атмосфере до температуры отжига и отжиг проводят в той же атмосфере в течение 0,5-30 мин„

1651704

Примеры ллл пп>мкн ТВл Сн П н ВгВа Сн П

) 11 12 ( параметры 3 тВл.ru>n>- YB»tru3n> г тВа ru>nf > ТВа С»>nt t

ТВа ru »г

Состав пм ки

Кс»а,гогот „

А1зпт

11ео А1,Пз А1 Р, Sin ZrOл

Nfo,lv о

В>дгггпг

Hfo iv ni 1>gn

Подпопка

>1ВП

Теиоература откнга, С

950 850 950

850

830

900

900

900 950 990

1,0

То>п>има оленки > мкм

0,6

0,8

0,8

0,8

0,8

0,3 il 0

0>5 атнос»>ерл отпита

В, Аг оа

Вт

Ат

Влитепьность аылерпкн, >uu

1-5 мнм

10

0,5

АтмосФера при охлапденин

O,5O t

+П,ВПз. Воздух

Воздух

0е

Температурл перехо,л > Y...

S6 82

81 83

82

Величина .с при 77 ff, А/снз

8 10з

6 10з 2.10 3 ° 10з

1 !Оз 2.10з

1 10>

5 10т

2 10>

Составитель А.Серебряков

Редактор Т.Шагова Техред И.Иоргентал Корректор М.Максимишинец и и> ю ю

Заказ 3090 Тираж Подписное

BHHNllH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101