DE69108851T4 - Verbund-Supraleiter. - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbundsupraleiter, der aus einem Substrat und einer auf dem Substrat aufgebrachten supraleitenden Metalloxidschicht besteht.
- Bekannt ist, daß Supraleiter vom YBaCuO-Typ kritische Temperaturen (Tkrit) bis zu 90 K aufweisen. Nach einem von Murakami et al. vorgeschlagenen Verfahren, bei dem eine Supraleiterphase aus einer Schmelze gebildet wird, können YBaCuO-Supraleiter mit einer kritischen Stromdichte (Jkrit) von 10 000 A/cm² bei einer Magnetfelddichte von 1 T (Tesla) hergestellt werden (Japanese Journal of Applied Physics, 29, 1 189 (1989)).
- Wenn ein supraleitendes YBaCuO-Material als dünne Schicht verwendet wird, dann muß diese Schicht auf ein geeignetes Substrat aufgetragen werden. Bisher ist dabei vornehmlich ein MgO-Substrat verwendet worden. Zur Verbesserung der Qualität eines solchen Verbundsupraleiters sind SrTiO&sub3;, NdGaO&sub3; und YAlO&sub3; als Substratmaterial vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise EP-A-0293836). Von diesen Substraten wird erwartet, daß sie einen Verbundsupraleiter mit guter Gittergleichmäßigkeit liefern, weil deren Gitterkonstante der der YBaCuO-Schicht ähnlich ist und die dünne supraleitende YBaCuO-Schicht darauf durch epitaxiales Aufwachsen gebildet werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich die Qualität des Verbundsupraleiters verschlechtert, wenn die Dicke der YBaCuO-Schicht verringert wird. Wichtig ist, daß die YBaCuO-Schicht eine sehr geringe Dicke unter 100 nm (1 000 Å) besitzen muß, um optimale Ergebnisse zu erhalten.
- Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundsupraleiter erhalten, der aus einem Y&sub2;O&sub3;- Einkristall-Substrat und einer auf eine Oberfläche des Substrats aufgebrachten supraleitenden Schicht aus Metalloxiden besteht, die Ln, Ba, Cu und O enthalten, wobei Ln für ein Element steht, das unter Y und Elementen der Lanthanoidenreihe ausgewählt wird.
- Es ist festgestellt worden, daß die Grenzflächendiffusion der das Substrat bildenden Elemente für die Verschlechterung der supraleitenden Eigenschaften der bekannten Verbundsupraleiter verantwortlich ist, bei denen ein Substrat aus SrTiO&sub3;, NdGaO&sub3;, YAlO&sub3; als Träger für eine sehr dünne YBaCuO-Schicht verwendet wird. So enthält das Substrat des bekannten Verbundsupraleiters ein oder mehrere Heteroelemente, wie beispielsweise Sr, Ti, Ga oder Al, die in der YBaCuO-Schicht nicht vorhanden sind. Ein solches Heteroelement diffundiert in die supraleitende Schicht im Verlauf ihrer Bildung auf dem Substrat. Wenn die supraleitende Schicht sehr dünn ist, dann kann der Einfluß der Grenzflächendiffusion des Heteroelements nicht einfach unberücksichtigt bleiben.
- Die Verwendung eines Y&sub2;O&sub3;-Substrats hat sich jetzt als Lösung für das Problem der Grenzflächendiffusion erwiesen. So weist der Verbundsupraleiter gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann ausgezeichnete supraleitende Eigenschaften auf, wenn die YBaCuO-Schicht eine Dicke von 100 nm (1 000 Å) oder darunter besitzt.
- Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.
- In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung der Kristallstruktur des Y&sub2;O&sub3;-Einkristalls;
- Fig. 2 eine grafische Darstellung der Temperatur-Widerstands-Kurve der YBa&sub2;Cu&sub3;Ox-Schicht des im Beispiel 1 erhaltenen Verbundsupraleiters;
- Fig. 3 ein Röntgenbeugungsdiagramm des im Beispiel 1 erhaltenen Verbundsupraleiters;
- Fig. 4 die "Rocking"-Kurven der Ebenen (018) und (108) der YBa&sub2;Cu&sub3;Ox-Schicht und der Ebene (311) des Y&sub2;O&sub3;-Substrats des im Beispiel 1 erhaltenen Verbundsupraleiters gegenüber der Ebene < 011> des Y&sub2;O&sub3;-Substrats;
- Fig. 5 ein Auger-Tiefenprofil des im Beispiel 1 erhaltenen Verbundsupraleiters; und
- Fig. 6 ein Röntgenbeugungsdiagramm des im Beispiel 3 erhaltenen Verbundsupraleiters.
- Im folgenden werden die Meßwerte in Ångstrom-Einheiten angegeben. Dabei ist 1 Å = 10&supmin;¹ nm.
- Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Kristallstruktur von Y&sub2;O&sub3; ein kubisches System, bei dem die Gitterkonstante 10,60 Å beträgt. Für die Bindungslänge r ergibt sich somit 3,75 Å. Andererseits betragen die Gitterkonstanten von YBa&sub2;Cu&sub3;Ox (x ist dabei eine Zahl zwischen 6 und 7) 3,82 Å in der a-Achse, 3,89 Å in der b-Achse und 11,68 Å (≈ 3,89 x 3 Å) in der c-Achse. Damit macht die Fehlanpassung der Kristallgitter in der a-, b- und c-Achse nur 1,9 %, 3,7 % bzw. 3,7 % aus. Das zeigt, daß durch die Verwendung von Y&sub2;O&sub3;-Substraten eine epitaktische Kristallzüchtung von YBa&sub2;Cu&sub3;Ox darauf möglich ist.
- Im Fall von YBa&sub2;Cu&sub4;Ox (x ist dabei eine Zahl zwischen 8 und 10) betragen die Gitterkonstanten in der a-, b- und c-Achse 3,84 Å, 3,87 Å bzw. 27,24 Å (≈ 3,89 x 7 Å). Damit weist diese supraleitende Schicht ebenfalls eine gute Übereinstimmung mit dem Y&sub2;O&sub3;-Einkristall- Substrat auf.
- Das Y&sub2;O&sub3;-Einkristall-Substrat kann in jeder bekannten Weise hergestellt werden. Auf eine Oberfläche des Y&sub2;O&sub3;-Substrats wird dann eine supraleitende Schicht aus Metalloxiden aufgetragen, die Ln, Ba, Cu und O enthalten, wobei Ln für ein Element steht, das unter Y und Elementen der Lanthanoidenreihe ausgewählt wird, die aus La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu besteht. Die supraleitende Schicht wird vorzugsweise aus Metalloxiden mit folgender Formel gebildet:
- LnBa&sub2;CuyOx
- worin Ln für ein Element steht, das unter Y, La, Ce, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ausgewählt wird, wobei y eine Zahl zwischen 3 und 4 und x eine Zahl zwischen 6 und 10 ist.
- Die supraleitende Schicht kann nach dem Impulslaserbeschichtungsverfahren, dem CVD- Beschichtungsverfahren (chemisches Abscheiden aus der Gasphase), dem Magnetron- Zerstäubungsverfahren, dem Molekularstrahlepitaxieverfahren oder jedem anderen bekannten Verfahren auf dem Y&sub2;O&sub3;-Substrat gebildet werden. Die Dicke der supraleitenden Schicht liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 60 - 5 000 Å und besser noch im Bereich von 100 - 1 000 Å.
- Die vorliegende Erfindung soll nun durch folgende Beispiele weiter veranschaulicht werden.
- Ein Y&sub2;O&sub3;-Einkristall-Substrat wurde nach dem Verneuil-Verfahren hergestellt. Auf der Ebene (100) des Substrats wurde zur Herstellung eines Verbundsupraleiters eine dünne Schicht aus YBa&sub2;Cu&sub3;Ox (x ist dabei eine Zahl zwischen 6 und 7) nach dem Impulslaserbeschichtungsverfahren unter Anwendung einer Energiedichte von 1 J/cm², eines Sauerstoffteildrucks von 1 x 10² mTorr und einer Substrattemperatur von 700 ºC gebildet. Die Dicke der YBa&sub2;Cu&sub3;Ox- Schicht betrug 700 Å. Die Schicht wurde nach dem Aufgetragen nach der Vierpol-Widerstandsmeßmethode auf ihre supraleitenden Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse werden in Fig. 2 gezeigt. Daraus ist zu entnehmen, daß der Verbundsupraleiter bei einem spezifischen Widerstand gleich 0 eine Temperatur TR=0 von 86,2 K und eine Sprungtemperaturbreite ΔT von 1,2 K besitzt. Die Temperatur-Widerstands-Kurve in Fig. 2 zeigt ebenfalls, daß die extrapolierte Temperatur auf der normalleitenden Seite etwa 0 K beträgt.
- Der Verbundsupraleiter wurde außerdem einer Röntgenkristallstrukturanalyse unterzogen, wobei die in Fig. 3 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die supraleitende Schicht eine in der c-Achse orientierte Schicht ist und keine Einschlüsse enthält.
- Die "Rocking"-Kurven der Ebenen (018) und (108) der YBa&sub2;Cu&sub3;Ox-Schicht und der Ebene (311) des Y&sub2;O&sub3;-Substrats des oben erhaltenen Verbundsupraleiters werden gegenüber der Ebene < 011> des Y&sub2;O&sub3;-Substrats in Fig. 4 gezeigt. Das auf die (311)-Ebene des Y&sub2;O&sub3;- Einkristall-Substrats bezogene Beugungspeak ist in mehrere Spitzen unterteilt, was darauf hindeutet, daß Y&sub2;O&sub3; strenggenommen kein vollkommenes Kristall ist, sondern eine Abweichung der Kristallorientierung aufweist. Die auf die Ebenen (018) und (108) der supraleitenden YBa&sub2;Cu&sub3;Ox-Schicht bezogenen Beugungspeaks sind in der Richtung < 011> des Substrats vorhanden und fast mit der gleichen Breite unterteilt und verteilt. Das läßt vermuten, daß die Richtung < 110> der YBa&sub2;Cu&sub3;Ox-Schicht parallel zur Richtung < 010> des Y&sub2;O&sub3;- Substrats verläuft. Des weiteren zeigen die in Fig. 3 wiedergegebenen Ergebnisse, daß die Richtung < 001> der YBa&sub2;Cu&sub3;Ox-Schicht parallel zur Richtung < 100> des Y&sub2;O&sub3;-Substrats verläuft. Daraus ergibt sich, daß eine gute Gitterübereinstimmung zwischen dem Substrat und der supraleitenden Schicht besteht.
- Fig. 5 zeigt ein Auger-Tiefenprofil, das durch die Auger-Elektronenspektroskopie des oben hergestellten Verbundsupraleiters erhalten wurde. Es zeigt außerdem, daß die Tiefe (Δt) der Schicht/Substrat-Grenzfläche unter 120 Å liegt. Das deutet darauf hin, daß fast keine Grenzflächendiffusion oder -reaktion stattfindet und die Grenzfläche sehr stark ausgeprägt ist.
- Beispiel 1 wurde in gleicher Weise, wie oben beschrieben, jedoch mit dem Unterschied wiederholt, daß die Bildung einer dünnen Schicht aus YBa&sub2;Cu&sub3;Ox (x ist dabei eine Zahl zwischen 6 und 7) nicht nach dem Impulslaserbeschichtungsverfahren, sondern vielmehr nach dem CVD-Beschichtungsverfahren (chemisches Abscheiden aus der Gasphase) erfolgte. Dabei wurde ein Verbundsupraleiter mit ähnlichen Eigenschaften wie im Beispiel 1 erhalten.
- Beispiel 2 wurde in gleicher Weise, wie oben beschrieben, jedoch mit dem Unterschied wiederholt, daß eine supraleitenden Schicht aus NdBa&sub2;Cu&sub3;Ox, YbBa&sub2;Cu&sub3;Ox, EuBa&sub2;Cu&sub3;Ox oder ErBa&sub2;Cu&sub3;Ox auf das Y&sub2;O&sub3;-Substrat aufgetragen wurde. Die Dicke, Tkrit R=0 und ΔT der supraleitenden Schicht im aufgetragenen Zustand sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1 Metalloxide Schichtdicke (Å) Tkrit R=0 (K) ΔT (K) NdBa&sub2;Cu&sub3;Ox YbBa&sub2;Cu&sub3;Ox EuBa&sub2;Cu&sub3;Ox ErBa&sub2;Cu&sub3;Ox
- Beispiel 1 wurde in gleicher Weise, wie oben beschrieben, jedoch mit dem Unterschied wiederholt, daß die Vakuumbeschichtung bei einer Substrattemperatur von 650 ºC durchgeführt wurde. Der Verbundsupraleiter wies ähnlich gute supraleitende Eigenschaften wie der im Beispiel 1 erhaltene Verbundsupraleiter auf. Der Verbundsupraleiter wurde einer Röntgenkristallstrukturanalyse unterzogen, wobei die in Fig. 6 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Aus Fig. 6 ist zu entnehmen, daß die supraleitende Schicht eine in der a-Achse orientierte Schicht ist und keine Einschlüsse enthält.
Claims (3)
1. Verbundsupraleiter, bestehend aus einem Y&sub2;O&sub3;-Einkristall-Substrat und einer
supraleitenden Schicht, die auf einer Fläche des Substrats aufgebracht ist und aus Metalloxiden
besteht, die Ln, Ba, Cu und O enthalten, wobei Ln für ein Element steht, das unter Y und
Elementen der Lanthanoidenreihe ausgewählt wird.
2. Verbundsupraleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die supraleitende
Schicht aus Metalloxiden mit folgender Formel gebildet wird:
LnBa&sub2;CuyOx
worin Ln für ein Element steht, das unter Y, La, Ce, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb
und Lu ausgewählt wird, wobei y eine Zahl zwischen 3 und 4 und x eine Zahl zwischen 6 und
10 ist.
3. Verbundsupraleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke
der supraleitenden Schicht im Bereich von 6 - 500 nm (60 - 5 000 Å) liegt.
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| US4962086A (en) * | 1988-06-08 | 1990-10-09 | International Business Machines Corporation | High Tc superconductor - gallate crystal structures |
| US5047385A (en) * | 1988-07-20 | 1991-09-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method of forming superconducting YBa2 Cu3 O7-x thin films with controlled crystal orientation |
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