Эпитаксиальные пленки CaF2 и SrF2: химическое осаждение из газовой фазы, текстурно-морфологические особенности и гетероструктуры с их участием

• Автор: Бледнов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Это, в первую очередь, существенно большая устойчивость критического тока к магнитным полям, а также значительное снижение стоимости по сравнению с кабелями первого поколения в пересчете на единицу тока, передаваемого на определенное расстояние. По различным оценкам, выигрыш в цене при таком переходе может составить раз цена кабелей первого поколения, в значительной степени определяемая стоимостью используемого для их изготовления серебра, по самым оптимистичным оценкам, не опустится ниже кАм, в то время как кабели второго поколения при увеличении масштабов производства смогут быть получены гораздо дешевле кАм 4. ВТСПкабели первого поколения изготавливаются но технологии порошоквтрубе i на основе ВТСП состава i, помешенного в матрицу из металлического серебра. Такие кабели являются достаточно дорогостоящими, кроме того, указанный ВТСП обладает низким магнитным полем необратимости около 0. Тл полем, при котором плотность критического тока становится равной нулю. Рис. В качестве материала сверхпроводящего слоя могут использоваться различные ВТСП, однако наиболее перспективными материалами являются РЗЭбариевые купраты общей формулой КВа2Си7, главным образом, благодаря их устойчивости к сильным магнитным полям при температуре жидкого азота например, для фазы УВагСщСЬ УВСО, У3 поле необратимости при К достигает 6ЮТ 5,6. Слой ВТСП при изготовлении таких кабелей должен быть выращен биаксиально текстурированным совершенная текстура вдоль оси сив плоскости аЬ необходима для достижения приемлемых для практического применения значений критического тока. Поскольку ВТСП являются гранулярными сверхпроводниками и обладают малой длиной когерентности, интергранулярный критический ток в них сильно зависит от разориентации кристаллитов в плоскости рис. Угол разориентации зерен, рад. Рис. В качестве подложек для изготовления ВТСИ кабелей второго поколения используются металлические ленты различного состава. В зависимости от метода получения буферного и ВТСП слоев могут использоваться поликристаллические либо текстурированные ленты. СеОг эпитаксиально растет на подложках ЯАЬОз, несмотря на рассогласование параметров порядка и является хорошим буфером для эпитаксиального роста ВТСП на подложках из гсапфира, а в случае текстурированных лент также высокое качество текстуры малый угол разориентации кристаллитов и ее устойчивость к воздействию высоких температур. Большинству перечисленных требований хорошо удовлетворяют сплавы на основе никеля. Показана также возможность изготовления кабелей на основе лент из других металлов, например, серебра , и меди ,. Преимуществом таких лент перед никелевыми является их нсфсрромагнитность, позволяющая значительно уменьшить энергетические потери при использовании ВТСП кабелей в устройствах на переменном токе, а также значительно более низкая стоимость например, в случае меди и меньшая величина электрического сопротивления что может быть крайне важно в случаях непредвиденного превышения критической плотности тока . КТР , а также подвержены сильной рекристаллизации при высокой температуре, что существенно загрубляет их поверхность и делает неприменимыми по крайней мере, без дополнительной обработки для использования в технологии ВТСП кабелей II поколения. Необходимо отмстить, что ленты, изготовленные из чистого никеля, также имеют ряд существенных недостатков они ферромагнитны при температуре жидкого азота и обладают малой механической прочностью. Однако эти недостатки легко устраняются посредством легирования никеля. Так, добавление ат. Сг делает сплав неферромагнитным при К ,. Для изготовления лент с двуосной текстурой применяется т. С целью получения биаксиальной текстуры сплав подвергается последовательным деформационным воздействиям и высокотемпературным вакуумным отжигам. Заключительным этапом изготовления ленты является отжиг в вакууме Т 0С, РПа ,1, водороде или смеси водорода с инертным газом ,, служащий для снятия напряжений и стабилизации кубической биаксиальной текстуры рис. Она характеризуется сонаправленностью соответствующих кристаллографических направлений кристаллитов никеля. Рис.