Đặc điểm lắng đọng và vi cấu trúc của các phim siêu dẫn Y1Ba2Cu3O7−δ có nhiệt độ cao được chuẩn bị bằng MOCVD

Journal of Materials Research - 1991
Sang Ho Kim1, Chang Hyun Cho1, Kwang Soo No1, John S. Chun1
1Department of materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Cheongryang, Seoul, Korea

Tóm tắt

Các phim siêu dẫn Y1Ba2Cu3O7−δ được chuẩn bị trên các tinh thể đơn MgO (100) và SrTiO3 (100) bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD) từ các chelat kim loại β-diketone của Y(thd)3, Ba(th)2, và Cu(thd)2. Kích thước của quá trình bay hơi của Y(thd)3, Ba(thd)2, và Cu(thd)2 cũng như tỷ lệ phần mol của các cation Y, Ba, và Cu được lắng đọng so với lượng bay hơi đã được nghiên cứu. Vi cấu trúc của các phim Y1Ba2Cu3O7−δ lắng đọng bằng MOCVD đã được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi điện tử truyền qua để điều tra sự thay đổi hình thái bề mặt theo thành phần phim và cấu trúc twin biến đổi. Kết quả thực nghiệm cho thấy, độ bay hơi của Ba(thd)2 không tăng đáng kể khi áp suất bay hơi giảm từ 10 Torr xuống 5 Torr, nhưng độ bay hơi của Y(thd)3 và Cu(thd)2 lại tăng khi áp suất giảm. Tỷ lệ phần mol của cation Ba lắng đọng so với lượng bay hơi là nhỏ hơn so với cation Y và Cu. Do đó, Ba phải được bay hơi nhiều hơn lượng stoichiometric cần thiết cho Y1Ba2Cu3O7−δ để thu được các phim Y1Ba2Cu3O7−δ với pha đơn. Hình thái bề mặt của các phim Y1Ba2Cu3O7−δ cho thấy sự thay đổi đặc biệt với những thay đổi nhẹ trong thành phần. Nhiệt độ bắt đầu chuyển tiếp và nhiệt độ không có điện trở của phim có tỉ lệ stoichiometric điển hình lắng đọng trên MgO lần lượt là 93 K và 91 K. Các phim Y1Ba2Cu3O7−δ có kích thước hạt khoảng 50 nm, và hầu hết các hạt bao gồm các twin biến đổi. Mật độ dòng điện quan trọng của phim lắng đọng trên SrTiO3 ở 77 K và dưới từ trường bằng không đạt 105 A/cm².

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

A.D. Berry, D. K. Gaskill, R.T. Holm, E. J. Cukauskas, R. Kaplan, and R. L. Henry, Appl. Phys. Lett. 52, 1743 (1988).

K. Zhang, B. S. Kwak, E.P. Boyd, A.C. Wright, and A. Erbil, Appl. Phys. Lett. 54, 380 (1989).

A. J. Panson, R. G. Charles, D. N. Schmidt, J. R. Szedorh, G. J. Machiko, and A. I. Braginski, Appl. Phys. Lett. 53, 1756 (1988).

F. Schmaderer and G. Wahl, Proc. 7th Euro. Conf. on CVD, C5-119 (1989).

M. Murakami, M. Morita, K. Doi, and K. Miyamoto, Jpn. J. Appl. Phys. 28, 1189 (1989).

H. Yamane, H. Kurosawa, and T. Hirai, Proc. 7th Euro. Conf. on CVD, C5-131 (1989).

T. Tsuruoka, R. Kawasaki, and H. Abe, Jpn. J. Appl. Phys. 28, L1800 (1989).

O. Michikami, M. Asahi, and H. Asano, Jpn. J. Appl. Phys. 28, L448 (1989).

T. Terashima and Y. Bando, Appl. Phys. Lett. 53, 2232 (1988).

J. Kwo, T. C. Hsieh, R. M. Fleming, M. Hong, S. H. Liou, B.A. Davidson, and L. C. Feldman, Phys. Rev. B 36, 4039 (1987).

D. Dijkkamp, T. Venkatesan, D. Wu, S.A. Saneen, N. Jisrawi, Y. H. Minlee, W. L. Mclean, and M. Croft, Appl. Phys. Lett. 51, 619 (1987).

S. Matsuno, F. Uchikawa, and K. Yoshizaki, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L947 (1990).

K. Shinohara, F. Munakata, and H. Yamanaka, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L1683 (1988).

J. E. Schwarberg, R. E. Sievers, and R.W. Moshier, Anal. Chem. 42, 1828 (1970).

Y. Zhao, S. Zhang, G. Zhou, Z.W. Zchen, Y. Qian, and Q. Zang, Solid State Commun. 64, 493 (1987).

C.W. Nieh and L. Anthony, Appl. Phys. Lett. 56, 2138 (1990).

N. Yang, J. H. Kung, Y. C. Chen, C. C. Kao, P.T. Wu, and T. S. Chin, in Extended Abstracts No. 14, High-Temperature Superconductors II, edited by D.W. Capone, II, W. H. Butler, B. Batlogg, and C.W. Chu (Materials Research Society, Pittsburgh, PA, 1988), p. 331.

K. Watanabe, T. Matsushita, N. Kobayashi, H. Kawabe, E. Aoyagi, K. Hiraga, H. Yamane, H. Kurosawa, T. Hirai, and Y. Muto, Appl. Phys. Lett. 56, 1490 (1990).

R. Ramesh, D. Hwang, T. S. Ravi, A. Inam, J.B. Barner, L. Nazar, S.W. Chan, C.Y. Chen, B. Dutta, T. Venkatesan, and X. O. Wu, Appl. Phys. Lett. 56, 2243 (1990).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Materials Research

Thông tin tác giả