CS268584B1 - Sposob tepelného spracovania vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev - Google Patents

Abstract

RieSenie sa týká spósobu spracovania vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev, ktorého podstata je v tom, že vrstva připravená na báze oxidov prvkov vzácných zemin sa žíhá vo vákuu s parciálnym tlakom kyslíka menSom ako 10 Pa, výhodné 5 Pa, po dobu 5_ až 15 minut při teplote 700 až 7 50 °C, ďalej sa vrstva žíhá v kyslíku pri tlakuo0,l MPa až 0,5 MPa pri teplote pod 700 C, výhodné pri teplote 650 až 700 °C, po dobu 3 až 30 minut, potom sa vrstva žíhá pri tlaku kyslíka 0,1 MPa až 0,5 MPa pri teplote 400 C až 500 °C po dobu 5 až 15 minut a nakonicc sa vrstva ochladí na izbovú teplotu. Rieáenie takto připravených supravodivých vrstiev má využitie v oblasti kryoelekironických Struktur, pri přípravě zariadení pre detekovanie slabých megnetických polí a pri přípravě Struktur pre rýchly přenos a spracovanie elektrických signálov.

Description

Vynález sa týká spůsobu tepelného spracovania vy suko tep 1 o tných supravodivých tenkých vrstlev na báze oxidov prvkov vzácných zemin.

Příprava tenkých vrstiev na báze oxidov prvkov vzácných zemin, napr. Y, Ba, La, Lu atď., s cleíom získat vysokoteplotně supravodivé vrstvy s kritickou teplotou 30 až 95 Kelvin vyžaduje po nanesení vrstvy vo vákuovom zariadení dodatečné tepelné žíhanie v kyslíkovej atmosféře pri teplotách do 900 °C a žíhacích časoch do 11 hodin za účelom kryštalizacie vrstvy v tetragonálnej štruktúre s následným prechodotn do órtorombickej štruktúry, počas pomalého och1adzovan i a na izbovú teplotu, pričem táto je zodpovědná za supravodivost vrs ti cv.

Známe žfhacie postupy v kyslíkovej atmosféře sú napr. po přípravě vrstvy so zložením YjBa^CujO^, kedy sa táto vrstva žíh:i pri teplete 9110 °C po dobu 30 miniil s následným žíháním při teplote 540 °C po dobu 10 hodin, viz Oijkkamp, 0. - Venkatesan, 1. - Wu,X.D. and al.: Preparation of Y-Da-Cu-0xide superconductor thin films using pulsed laser evaporation from high T_c bulk material. Appl.phys.1c11., 1987, 51, s.619-629 alebo podia uvedenej literatury po přípravě vrstvy so zloženim YjOa^Cu^O^ sa táto vrstva žíhá při teplote 900°C po dobu 2 hodiny a následné sa žíhá při teplote 540 °C po dobu 2 hodin.

Pri tepelnom spracovaní vrstiev podlá uvedených postupov ide o dlhé žíhacie časy pri vysokých teplotách, takže difúznymi procesmi dochádza k interakci! podložky a vrstvy, čím sa zhoršujú základné kritické parametre supravodiče, najma jeho kritická teplota a kritická prúdová hustota vrstiev.

Zmíenené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spósob tepelného spracovania vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev na báze oxidov prvkov vzácných zemin podía vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že vrstva sa žíhá vo vákuu s parclálnym tlakom kyslíka B.lO'^a až 10 Pa po dobu 5 až 15 minut pri teplote 700 °C až 750 °C, ďalej sa vrstva žíhá v kyslíku pri tlaku 0,1 MPa až 0,5 MPa pri^řteplote 650 °C až 700 °C, po dobu 3 až 30 minut, potom sa vrstva žíhá při tlaku kyslíka 0,1 MPa až 0,5 MPa při teplote 400 °C až 500 °C po dobu 5 až 10 minut a nakoniec sa vrstva v kyslíkovom prostředí ochladí na izbovú teplotu.

Výhoda tepelného spracovania vrstiev podía vynálezu spočívá v podstatné kratších časoch pri nižších žíhacích teplotách a tým aj menšej degradácii kritickej teploty supravodivých vrstiev. Podstatu vynálezu dokumentují nasledujúce příklady.

Tenká vrstva hrůbky 0.7 ýjm so zložením blízkým V^a^Cu^O* připravená kodepozíciou z troch zdrojov vákuovým naparováním pri tlaku kyslíka 10 Pa na safirovú podložku pri teplote 550 °C o hrúbke 0,7 um, sa žíhá 5 min pri teplote 700 °C vo vákuu s parciálnym tlakom kyslíka 5 Pa. Následovalo žíhanie při 700 °C v kyslíku pri tlaku 0,1 MPa po dobu 3 min. Tepelné spracovanie bolo završené 5 minutovým žíháním při teplote 400 °C a tlaku kyslíka 0,1 MPa. Nakoniec vzorka bola v kyslíku ochladená na izbovú teplotu. Takto připravená vzorka vykazovalá supravodivé vlastnosti s kritickou teplotou 70 K.

V druhom příklade sa tenká vrstva s hrubkou 0.7 um, připravená ako v prvom příklade, žíhá pri teplote 750 ⁰ C vo vákuu s parciálnym tlakom kyslíka 8.10 Pa po dobu 15 minut. Následovalo žíhanie při 650 °C po dobu 15 minut pri tlaku kyslíka 0,15 MPa. Ďalej bola vzorka žíhaná pri teplote 500 °C a tlaku kyslíka 0,15 MPa po dobu 10 minut. Nakoniec bola vzorka v kyslíku ochladená na izbovú teplotu a vykazovala supravodivé vlastnosti s kritickou teplotou blízkou 70 K.

Vynález má využitie v přípravě vysokotep1 otných supravodivých vrstiev na báze oxidov prvkov vzácných zemin, na ktorých je možné připravovat supravodivé kryoelektronické Struktury na rýchly přenos informácií, meranie slabých magnetických polí a pod.

Claims (1)

1. Spůsot) tepelného spracovania vysokoteplotných supravodivých tenkých vrstiev na báze oxidov prvkov vzácných zemin, vyznačujúci sa tým, že vrstva sa žíhá vo vákuu s parciálnym tlakom kyslíka 0.10'^Pa až 10 Pa po dobu 5 až 15 minut pri teplote 700 až 750 °C, ďalej sa vrstva žíhá v kyslíku při tlaku 0,1 .MPa až 0,5 MPa pri teplote 650 °C až 700 °C, po dobu 3 až 15 minut, potom sa vrstva žíhá pří tlaku kyslíka 0,1 MPa až 0,5 MPa pri teplote 400 °C až 500 °C po dobu 5 až 30 minut a ďalej sa vrstva v kyslíku ochladí na izbovú teplotu.