CS267358B1 - Spósob přípravy vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká spósobu přípravy vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev, ktorého podstata je v tom, že vrstvy sa nanášajú kodepozíciou prvkov vzácných zemin, pričom vákuové nanášanie sa deje pri tlaku kyslíka 10-2 Pa a teplote podložky 550 a 650 °C, po skončení nanášania sa vrstvy temperujú ďa ej pri teplote podložky 550 až 650 °C pri tlaku kyslíka 1 až 3 Pa po dobu 10 až 30 minút, potom je vrstva nechaná v kyslíku s tlakom 104 Pa po dobu 30 až 60 minút pri izbovej teplote. Riešenie má využitie v oblasti kryoelektronických štruktúr, pri príprave detekčných zariadení slabých magnetických polí a príprave štruktúr pre rýchly přenos informácií.

Description

(57) Riešenie sa týká spósobu přípravy vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev, ktorého podstata je v tom, že vrstvy sa nanášajú kodepozíciou prvkov vzácných zemin, pričom vákuové nanášanie sa deje pri tlaku kyslíka IO~2 Pa a teplote podložky 550 a 650 °C, po skončení nanášania sa vrstvy temperujú ďa ej pri teplote podložky 550 až 650 °C pri tlaku kyslíka 1 až 3 Pa po dobu 10 až 30 minút, potom je vrstva nechaná v kyslíku s tlakom 104 Pa po dobu 30 až 60 minút pri izbovej teplote. Riešenie má využitie v oblasti kryoelektronických štruktúr, pri príprave detekčných zariadení slabých magnetických polí a príprave štruktúr pre rýchly přenos informácií. CS 267358 B1 CS 267 358 Bl 1

Vynález sa týká spósobu přípravy vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev na báze prvkov vzácných zemin, napr. Y, Ba, La, Lu atd’., bez dodatočného žíhania v kyslíkovej atmosféře po vytiahnutí z vákuovej aparatúry. Příprava tenkých supravodivých vrstiev vákuovými metodami, s ciel’om získať vysokoteplotně supravodivé vrstvy na báze prvkov vzácných zemin vyžaduje po vybratí vzoriek z depozičnej vákuovej aparatúry dodatočné žíhanie v kyslíkovej atmosféře pri teplote 800 až 900 °C. V dósledku tohoto dodatočného žíhania dochádza ku kryštalizácii vrstvy v tetragonálnej fáze a pri pomalom ochladzovaní k přechodu do orthorombickej fázy, ktorá je zodpovědná za supravodivosť pri teplotách kvapalného dusíka.

Medzi známe postupy přípravy supravodivých vrstiev patří napr. příprava vrstiev YiBa2Cu3Ov viď Dijkkamp, D. — Venkatesan, T. — Wu, X. D. and al.: Preparation of Y-Ba-Cu Oxide superconductor thin films using pulsed laser evaporation from high Tc bulk materiál, Appl. phys. lett., 1987, 51, s. 613 až 629, kde po depozícii sa vtstva vyberie z vákuovej aparatúry a v peci sa dodatočne žíhá v kyslíkovej atmosféře pri teplote 900 °C po dobu 30 minút s následným žíháním pri teplote 540 °C po dobu 10 hodin.

Pri doteraz známých postupoch přípravy vysokoteplotných supravodivých vrstiev je nutné po skončení depozičného procesu a vybratí vzoriek na laboratórnu atmosféru používať pec s možnosťou přívodu kyslíka do priestoru, kde sa nachádza vzorka.

Uvedené nedostatky odstraňuje spósob přípravy vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev na báze prvkov vzácných zemin podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že vrstvy sa nanášajú kodepozíciou prvkov vzácných zemin pri tlaku kyslíka 10"’ Pa a teplote podložky 550 až 650 °C, po skončení nanášania sa vrstvy ponechajú vo vákuovej aparatúre pri teplote 550 až 650 °C, pri tlaku kyslíka 1 až 3 Pa po dobu 10 až 30 minút a nakoniec sa vrstva nechá ochladil na izbovú teplotu v kyslíku s tlakom 104 Pa po dobu 30 až 60 minút. Výhoda uvedeného postupu je i v tom, že sa nemusí použiť pec pre dodatočné žíhanie vzoriek, a keďže vzorka je supravodivá už vo vákuovej aparatúre, je možné naparoval ďalšie vrstvy potřebné pri tvorbě elektronických štruktúr bez porušenia vákua, čím zamedzíme degradácii supravodivej vrstvy vodnými parami, resp. iným znečištěním a tak připravil požadovanú štruktúru v dobrej kvalitě, bez degradácie vlastností obvodu.

Tenká vrstva, připravená kodepozíciou z troch termických zdrojov pri tlaku kyslíka 10"2 Pa, pri teplote podložky 550 °C a hrúbke vrstvy 0,7 pm so zložením blízkým YiBa2Cu3Ox, je po napaření nechaná pri teplote podložky 550 °C a tlaku kyslíka 3 Pa po dobu 10 minút. Následovalo schladnutie podložky na izbovú teplotu pri tlaku kyslíka 104 Pa a vzorka bola ponechaná pri tomto tlaku po dobu 60 minút. Nakoniec vzorka bola vytiahnutá z vákuovej aparatúry a vykazovala supravodivé vlastnosti. V druhom příklade je vzorka připravená ako v prvom příklade pri teplote podložky 650 °C, po napaření nechaná pri teplote podložky 650 °C a tlaku kyslíka 1 Pa po dobu 30 minút. Následovalo schladnutie podložky na izbovú teplotu pri tlaku kyslíka 104 Pa a vzorka bola ponechaná pri tomto tlaku po dobu 30 minút. Nakoniec vzorka bola vytiahnutá z vákuovej aparatúry a vykazovala supravodivé vlastnosti.

Vynález má využitie v oblasti tvorby kryomikroelektronických štruktúr, s možnosťou využitia týchto mikroštruktúr ako senzorov na detekciu slabých magnetických polí, resp. na rýchly přenos informácií s frekvenciou rádovo 101 až 102 GHz.

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU Spósob přípravy vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev na báze oxidov prvkov vzácných zemin vyznačujúci sa tým, že vrstvy sa nanášajú kodepozíciou prvkov vzácných zemin pri tlaku kyslíka 10~2 Pa a teplote podložky 550 °C až 650 °C, po skončení nanášania sa vrstvy ponechajú vo vákuovej aparatúre ďalej pri teplote 550 °C až 650 °C a pri tlaku kyslíka 1 až 3 Pa po dobu 10 až 30 minút a ďalej sa vrstva nechá ochladil na izbovú teplotu v kyslíku s tlakom 104 Pa po dobu 30 až 60 minút.