УДК 53.043;
536.48; 621.382
ОПТИМИЗАЦИЯ
ПРИГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ YBa2Cu3O7-x
ПЛЕНОК КАК БАЗОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ДЖОЗЕФСОНОВСКИХ ПЕРЕХОДОВ
И. И. Гундарева1,2,
В. Н. Губанков1, Ю. Я. Дивин1,2
1Институт
радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, Москва
2 Институт
П. Грюнберга, Исследовательский центр г. Юлиха, ФРГ
Получена 20 марта
2013 г.
Аннотация. Исследовалось влияние
технологических параметров приготовления на электрические и структурные
свойства эпитаксиальных пленок, полученных из высокотемпературного
сверхпроводника YBa2Cu3O7-x
распылением и предназначенных для использования в качестве базовых
электродов джозефсоновских переходов. Определены параметры химической и
термической обработки NdGaO3 подложек, позволяющие достигать
высоких, до 5×106А/см2
при температуре 78К, плотностей критических токов для с-ориентированных
пленок с шириной в
единицы микрометров. Для пленок
с наклонными осями с получено, что критическая плотность тока
пленок вдоль наклона уменьшается с понижением ширин до единиц микрон, а
перпендикулярно наклону может достигать 1,3×107А/см2. Форма вольт-амперных
характеристик YBa2Cu3O7-x пленок при токах выше критического Ic хорошо описывается формулой V = a(I - Iс)b с величинами индексов b в диапазоне от 2 до 3
в зависимости от наклона оси с пленки и температуры отжига
подложек в атмофере кислорода.
Ключевые
слова:
высокотемпературная сверхпроводимость, эпитакисиальные пленки, джозефсоновские
переходы.
Abstract. Effects of technological parameters on electrical and structural
properties of epitaxial YBa2Cu3O7-x thin films
have been studied. The YBa2Cu3O7-x thin films
were fabricated by dc sputtering and intended to be used as base electrodes of
Josephson junctions. The parameters of chemical and thermal treatments of
NdGaO3 substrates were found, which guarantee the high, up to 5⋅106А/сm2 at the temperature of 78K, values of the critical current
densities for the c-axis YBa2Cu3O7-x
thin films with the widths of a few micrometers. In the case of the YBa2Cu3O7-x
films with tilted c-axes, the critical current density in the direction
of the tilt decreased with a decrease of the film width and in perpendicular
direction reached the values up 1.3⋅107А/см2. Voltage-current characteristics of the YBa2Cu3O7-x
films above the critical currents Ic were found to be good
described by an equation V = a(I - Iс)b, where the b-indexes
were ranging from 2 to 3 depending on the c-axis tilt and the temperature
of substrate annealing in oxygen.
Keywords: high
temperature superconductivity, epitaxial thin films, Josephson junctions.