Основные операции. Осаждение тонких плёнок
Рис. 14. Схема камеры для лазерного напыления тонких ВТСП-плёнок
Лазерное напыление тонких ВТСП-плёнок
В последнее время в связи с бурным развитием высокотемпературной сверхпроводимости появились интересные результаты получения высокотемпературных сверхпроводящих плёнок Y-Ba-Cu-O с Tc > 85 K методом лазерного осаждения. При этом использовались два различных пути синтеза плёнок: 1) на подложку напылялись аморфная плёнка YBa2Cu3O7 − δ, кристаллическая структура и сверхпроводящие свойства которой формировались последующим отжигом в атмосфере кислорода (так называемый процесс ex-situ; 2) формирование кристаллической структуры происходило в процессе эпитаксиального роста плёнок на подложке непосредственно из потока осаждающихся на неё частот распылённого лазерным излучением материала мишени (процесс in situ) в камере, изображённой на рис. 10.
Плёночные образцы, полученные первым из указанных методов, являются поликристаллическими и состоят из зёрен с размерами ∼1 мкм, соединённых друг с другом слабыми связями, o6paзyющимися при формировании кристаллической структуры плёнки во время отжига за счёт вытеснения на границы растущих зёрен, дефектов и примесей. Как следствие, эти плёнки обладают плохой токонесущей способностью, сравнительно большой шириной сверхпроводящего перехода, большим удельным сопротивлением (р ∼ 1 мОм · см), а слабые связи между зёрнами обнаруживают свойства джозефсоновских переходов. Тем не менее есть сообщения о синтезе в таком двухстадийном процессе тонких плёнок YBa2Cu3O7 − δ Δ ∼ 2 K (по уровню 0,1–0,9 R0) и плотностью критического сверхпроводящего тока jc = 3·105 А/см2 при 77 K.
