Physicotechnological Principles of Deposition of Thin High-T$_{c}$ Superconducting Films of YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$

Abstract

Виконано ретельні теоретичні й експериментальні дослідження та модер-нізацію окремих процесів лазерної та магнетронної метод осадження з метою створення YBa 2 Cu 3 O 7−δ плівок та бар'єрних шарів СеО 2 з контрольо-ваною кристалічною структурою і високими надпровідними властивос-тями плівок YBa 2 Cu 3 O 7−δ . У результаті роботи розроблено фізико-техноло-гічні основи процесу одержання надпровідних плівок YBa 2 Cu 3 O 7−δ на діе-лектричних (сапфірових) підложжях із використанням бар'єрного шару CeO 2 , як методою двопроменевого лазерного осадження, так і магнетрон-ного розпорошення. Виконано оптимізацію технологічних режимів оса-дження плівок обома методами. Показано, що за оптимальних умов оса-дження можна одержувати епітаксійні плівки YBa 2 Cu 3 O 7−δ з контрольо-ваною наноструктурою, як методою імпульсного лазерного осадження, так і методою магнетронного розпорошення. При цьому можливо контро-льовно змінювати надпровідні властивості ВТНП-плівок YBa 2 Cu 3 O 7−δ , як за струмонесною спроможністю, так і за поверхневим імпедансом на над-високих частотах. Густина критичного струму надпровідних плівок в за-лежности від кількости лінійних дефектів (крайових дисльокацій) може коливатися від 7⋅10 6 A/см 2 при 77 К у нульовому магнетному полі для гус-тини 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 ви-користовуватися для виготовлення плівкових НВЧ-фільтрів у мобільно-му, стільниковому та супутниковому зв'язку, а також для створення дов-гомірних, так називаних покритих провідників із високою струмонесною здатністю в сильних магнетних полях для електротехнічних застосувань та у мережах електропередач.