ИСТИНА

Проект направлен на разработку метода получения буферных слоев эпитаксиального качества на текстурированных подложках, основанного на химическом осаждении из растворов металл-органических прекурсоров, для последующего эпитаксиального наращивания слоев ВТСП редкоземельного ряда RBa2Cu3O7-. Идея проекта, его оригинальность и новизна состоят в том, что для получения таких слоев будет реализован метод химического осаждения из растворов прекурсоров в сочетании с приемами улучшения кристаллического совершенства пленок, ранее разработанными в нашей лаборатории при осаждении пленок из газовой фазы (интенсификация процесса кристаллизации в присутствии легирующих добавок летучих легкоплавких оксидов и/или паров воды). Особое внимание будет уделено изучению стадий превращения прекурсоров в эпитаксиальные пленки буферных слоев. Разработка метода включает в себя синтез и исследование металл-органических прекурсоров, получение их пленок на никелевых подложках методом погружения в раствор прекурсора, термообработку и фазообразующий отжиг этих пленок для получения оксидных пленок буферных слоев. Проект рассчитан на 3 года. Для его выполнения создан коллектив специалистов в области координационной химии, неорганического материаловедения, анализа тонких пленок рентгеновскими и микроскопическими методами. В результате будут установлены корреляции между составом прекурсора и условиями синтеза буферных слоев, сформулированы основные закономерности предлагаемого подхода к синтезу, определены границы его применимости.

Проект направлен на разработку метода получения буферных слоев эпитаксиального качества на текстурированных подложках, основанного на химическом осаждении из растворов металл-органических прекурсоров, для последующего эпитаксиального наращивания слоев ВТСП редкоземельного ряда RBa2Cu3O7-x. За 2013 год разработана и создана установка, позволяющая наносить равномерные пленки-прекурсоры из раствора на металлические ленты длиной до 300 м с учетом установленных реологических закономерностей, влияющих на равномерность и толщину покрытий. Изучены процессы получения текстурированных оксидов La2Zr2O7 и La2Hf2O7 на биаксиально-текстурированных подложках различных типов (Ni-5%W, Ni-13%Cr-4%W, Ni-50%Fe) при высокотемпературной термообработке пленок-прекурсоров в восстановительной атмосфере. Показано положительное влияние предварительной окислительной термообработки на кристалличность и текстурное совершенство оксидных пленок различной толщины. Оксидные пленки изучали методами рентгеновской дифракции (РФА, φ сканирование и кривые качания), дифракции обратно рассеянных электронов, рентгеноспектрального микроанализа, оже-спектроскопии, атомно-силовой микроскопии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии. Для определения толщин оксидных слоев использовали модификации растровой электронной микроскопии (микроскопия «скола», Cross Section) и рентгеноспектрального микроанализа. Получены уменьшающие шероховатость поверхности аморфные слои Y2O3 для последующего применения их в методе IBAD (Ion Beam Assisted Deposition). Установлено, что в случае пленок оксидов La2Zr2O7 и La2Hf2O7 на металлических подложках образуются фазы неупорядоченного флюорита, а не пирохлора, как это происходит при получении оксидов в виде керамики. На основе тонких пленок изучаемых соединений методом газофазного химического осаждения (MOCVD) были получены гетероэпитаксиальные структуры и ВТСП ленты второго поколения (в том числе с минимально возможным количеством слоев), имеющих высокое значение критического тока (до 100 А/см ширины ленты). Наблюдали эффект увеличения критического тока ленты с дополнительным слоем Y2O3 по сравнению с образцами без него (величина критического тока составила 145 А).