ИСТИНА

Химическое осаждение из паровой фазы металлоорганических соединений (MOCVD) – одна из многих доступных в настоящее время технологий получения сверхпроводников состава YBa2Cu3O7-x (YBCO) и буферных слоев для них. [1] Физические методы осаждения пленок (лазерная абляция, молекулярно-лучевая эпитаксия и магнетронное распыление) характеризуются низкой скоростью осаждения, требуют высоковакуумных условий, накладывают некоторые ограничения на размеры и обеспечивают рост пленки лишь на одной стороне подложки. Эти ограничения делают дорогостоящим использование этих методов для промышленного получения пленок YBCO в виде длинных лент и проводов.[2] Весьма перспективным оксидным материалом, способным выступать в качестве буферного слоя, является YSZ (ZrO2, стабилизированный Y2O3), способный образовывать эпитаксиальные пленки на текстурированных подложках. Его кубическая элементарная ячейка имеет хорошее эпитаксиальное соотношение с Y2O3, на котором, в свою очередь, в дальнейшем образует эпитаксиальные пленки сверхпроводник YBCO. [3] Нанесение YSZ непосредственно на ленту из сплава Ni(Cr,W) представляется невозможным по причине окисления поверхности ленты, приводящего к нарушению текстуры пленки. Для решения этой проблемы использовался затравочный буферный слой MgO, защищающий подложку от окисления. Ленты же из сплава Hastelloy не являются текстурированными, и слой MgO в данном случае играет роль слоя, в котором формируется текстура в процессе его осаждения по технологии IBAD. На таких гетероструктурах были получены текстурированные пленки YSZ. В ходе работы были проведены осаждения тонких пленок YSZ на металлические ленты на основе сплава Ni(Cr,W) и сплава Hastelloy с нанесенным слоем MgO. В качестве прекурсора использовалась смесь Zr(thd)4 и Y(thd)3 в соотношении 85:15 (мол.). Полученные образцы пленок YSZ были проанализированы с помощью рентгено-дифракционного анализа (2θ/ω-сканирование, φ-сканирование, ω-сканирование). Особенностью применяемой для осаждения буферных слоев установки является нагрев лент пропускаемым через них током. При одном и том же токе ленты разного состава, толщины, ширины и цвета будут нагреваться до разных температур. В рамках данной работы была выявлена зависимость температуры, до которой нагревается лента в установке для MOCVD, от величины подводимого к ленте тока для лент на основе разных сплавов: Ni(Cr,W) (ширина 10 мм) и Hastelloy (ширина 12 мм), что позволяет сопоставить условия нанесений и отжигов для обеих лент. Была исследована зависимость текстуры получаемых пленок YSZ от температуры отжига ленты со слоем MgO (для удаления Mg(OH)2 и MgCO3, образующихся на поверхности MgO при хранении лент-подложек). Выяснено, что при увеличении температуры такого отжига возрастает доля (002)-ориентации YSZ при последующем нанесении этого слоя, а доля примесной (111)-ориентации YSZ уменьшается. Экспериментально установлено, что ток 20 - 21,2 А (Т ≈ 800оС, 15 минут) является наиболее оптимальным для отжига ленты Hastelloy со слоем IBAD MgO. Для ленты Ni(Cr,W) наиболее эффективным является отжиг при токе 20 А (Т ≈ 800оС, 15 минут).