Рентгенодифракционные исследования эпитаксиальных пленок и многослойных структур сверхпроводниковой электроники Поляков, Сергей Николаевич

Введение к работе

Актуальность диссертационной работы определяют исследования реальной структуры ВТСП эпитаксиальных пленок с целью выработки конкретных технологических рекомендаций по их использованию в производстве приборов и устройств на базе планарных джозефсоновских переходов.

Научная новизна определяется следующими наиболее важными из полученных результатов:

1. Развита методика определения параметров элементарной ячейки эпитаксиальных пленок, которая использована в исследованиях структуры буферных слоев СеОг, MgO и эпитаксиальных пленок BSCCO-2212 в многослойных

системах Bi₂Sr₂CaCu20_8+x (001)//CeO₂(001)//MgO//SrTiO₃(001) и

СеО₂(001)//А1₂Оз(1і02).

1. Отработана экспериментальная методика структурных исследований авто-эпитаксиальных пленок алмаза, позволяющая определять величины пространственного сдвига кристаллических решеток пленки и подложки.

2. Проведены структурные исследования буферных слоев Се0₂, выращенных на R-поверхностях кристаллов лейкосапфира. Показано, что несоответствие параметров кристаллических решеток на границе раздела приводит к деформации решетки пленки Се0₂, которая описывается не кубической, а более сложной (близкой к ромбической) элементарной ячейкой с параметрами а=Ь^с и средним значением угла у=89.28угл.град.

3. Научно обосновано применение ростовых бикристаллов в качестве подложек для изготовлении приборов ВТСП - электроники на базе тонкопленочных джозефсоновских переходов. Это позволило, впервые, получить более совершенные по структуре границы в эпитаксиальных пленках YBCO-123, и как следствие, значительно улучшить электрофизические параметры ВТСП джозефсоновских переходов и СКВИДов (шумовые характеристики, магнитная экранировка). По результатам этих работ получены положительные решения на два патента Российской Федерации.

4. Проведен цикл рештенодифракционных исследований структурного совершенства висмутсодержащих пленок BSCCO-2212, выращенных на кристаллах титаната стронция с подслоями Се0₂ и MgO. Впервые удалось изготовить в этих пленках джозефсоновские переходы по биэпитаксиальной технологии.

6. Разработан эффективный рентгенодифракгометрический метод контроля ве
личины и типа деформации кристаллической решетки пленок NbN и Nb, по
зволяющий находить оптимальные режимы выращивания пленок с отсутст
вием деформации решетки и высокими значениями Тс.

На защиту выносится:

1. Разработка и постановка метода определения параметров элементарной ячейки эпитаксиальных пленок BSCCO-2212 и СеО^. , .

2. Исследование структурного совершенства эпитаксиальных пленок СеС^, выращенных на кристаллах лейкосапфира.

3. Дифракционные исследования эпитаксиальных пленок YBCO, выращенных на кристаллах титаната стронция и галлата неодима, влияние структурных дефектов подложек на их сверхпроводящие и транспортные свойства.

4. Исследование структуры пленок BSCCO-2212 в многослойной системе BSCCO-2212//Ce0₂///MgO//SrTi0₃.

5. Сравнительный анализ структурного совершенства границ ростовых бикри-сталлов титаната стронция и полученных твердофазным сращиванием.

Апробация работы:

Материалы работы докладывались на следующих отечественных и зарубежных конференциях и совещаниях:

6. IV Bilateral Soviet-Germany seminar on high temperature superconductivity, St. Petersburg, 1991.

7. VI Trilateral German-Russian-Ukrainian seminar on HTSC, Dubna, Russia, 1993.

8. EMRS Spring Meet, Strasbourg, 1992.

9. Reseach Sci. Meet., San Francisko, USA, 1993.

10. M²S-HTSC-IV Conf, Grenoble, France, 1994.

11. Applied Superconductivity Conf. (ASC-94), Boston, USA, 1994.

12. 30 Совещание по физике низких температур, Дубна, 1994.

13. Second Intern. Symp. on Diamond Films, Minsk, Belarasse, 1994.

14. Second European Conf. on Applied Superconductivity., Edinburgh, Scotland, 1995.

15. VIII Trilateral German-Russian-Ukrainian seminar on HTSC, Lviv, Ukrain, 1995.

11. XVII Congress and General Assembly (IUCr-XVII), Aug. 1996, Seattle, Washington, USA.

12. ICSC-F-96, Jaszowiec, Poland, 1996. .

13. IX Trilateral German-Russian-Ukrainian seminar on HTSC, Gabelbach, Germany, 1996.

14. Applied Superconductivity Conf. (ASC-96), Aug. 1996, Philadelphia, USA.

15. X German-Russian -Ukrainian seminar on HTSC, Sept. 1997. - Nizny Novgorod.-Russia.

16. 6^th Int. Superconductive Electronics Conference. June 1997, Berlin, Germany.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ и имеются положительные решения на 2 патента Российской Федерации. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, приложения, списка использованной литературы 4 наименований, содержит _SSрисунка и 6 таблиц. Общий объем составляет страниц.

Похожие диссертации на Рентгенодифракционные исследования эпитаксиальных пленок и многослойных структур сверхпроводниковой электроники

Разработка методов и исследование теплофизических свойств пленок и тонких фольг с использованием излучения лазеров, работающих в периодическом импульсном режимеАртамонов Андрей Васильевич

Исследование влияния структуры и состава пленок аморфного гидрогенизированного карбида кремния на механизмы переноса зарядаКашарина Леся Алексеевна

Комплексное исследование структуры и физических свойств тонких пленок рения Северин Виталий Михайлович

Исследование особенностей формирования слоистых наноразмерных структур на основе металлических пленокКоноваленко Иван Сергеевич

Исследование температурной зависимости генерации положительного заряда в термических пленках SiO2 МДП-структур в условиях управляемой сильнополевой инжекции электроновДрач Владимир Евгеньевич

Нелинейно-оптическая диагностика сегнетоэлектрических и мультиферроидных планарных структур и фотонных кристалловИльин, Никита Александрович

Магнитотранспортные свойства манганитных тонких плёнок, бикристаллических контактов и многослойных ферромагнитных структурПетржик Андрей Михайлович

Структура и свойства оксидных нанодисперсных керамик, полученных методом компактированияКарбань, Оксана Владиславовна

Получение оксидных материалов для функциональной электроники и исследование их физических характеристикЗайцев Александр Иванович

Использование методов ЭПР для исследования и диагностики материалов, перспективных для применений в квантовой электроникеКрамущенко, Дарья Дмитриевна