Аннотация:Методом химического осаждения из раствора (Chemical Solution Deposition, CSD)
можно получать покрытия как аморфных, так и кристаллических оксидов. В этом случае
применяют более дешевые, по сравнению физическими методами осаждения тонких
пленок, реактивы и оборудование. Поэтому в последнее десятилетие делаются активные
попытки применения метода CSD в технологии ВТСП-лент второго поколения [1].
Целью настоящей работы было нанесение методом CSD высокоориентированных
пленок La2Hf2O7 и HfO2 со структурой пирохлора и/или флюорита на протяженные (до 10
метров) биаксиально-текстурированные ленты-подложки из сплава Ni-5%(ат.)W (Ni-5W)
как основы для последующего осаждения слоя YBa2Cu3O7-x. Выбранные оксиды в
архитектуре лент выполняют роль буферного слоя, химически инертного по отношению к
YBa2Cu3O7-x. Пленки этого материала могут быть эпитаксиально выращены на
поверхности биаксиально-текстурированного сплава Ni-5W и, благодаря этому,
обеспечивают передачу кристаллографической текстуры от металлической подложки к
слою сверхпроводника. Кроме того, при достаточной толщине они могут эффективно
предотвращать диффузионное проникновение компонентов подложки в слой ВТСП (было
показано для оксида La2Zr2O7 [2,3]) и препятствовать ее окислению на этапах
высокотемпературной обработки.
Исходные вещества-прекурсоры в методе CSD должны при разложении
образовывать оксиды и обладать значительной растворимостью. Этим требованиям
соответствуют нитраты, некоторые карбоксилаты и другие комплексные соединения
металлов с органическими лигандами. Кроме того, важны реологические характеристики
растворов, такие как вязкость и угол смачивания поверхности, которые влияют на
образование макроскопических дефектов в пленках (поперечные и продольные полосы,
пузыри, трещины и др.). В настоящей работе в качестве прекурсоров мы изучали
растворы карбоксилатов (оксалаты, ацетаты, пропионаты, трифторацетаты) в карбоновых
кислотах. Их состав и термическую устойчивость подтверждали методами элементного,
термического анализов, ИК-спектроскопии и ПМР. Качество полученных после отжига
оксидных пленок было охарактеризовано рядом физико-химических методов анализа. Для
оценки толщин применялись разновидность растровой электронной микроскопии (cross
section) и СтратаГем – определение толщины по данным рентгеноспектрального
микроанализа. С помощью методов рентгеновской дифракции (РФА, φ-сканирование,
кривые качания) и дифракции обратноотраженных электронов доказан фазовый состав,
оценена степень текстурирования и разориентации кристаллитов.
На основу из полученных оксидов методом CVD осаждали высокотемпературный сверхпроводник YBa2Cu3O7-x. Показано, что такого типа оксидные архитектуры способны демонстрировать сверхпроводящие свойства и могут быть использованы в практических
применениях.