Процессы формирования толстопленочных ВТСП элементов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Иванов, Валерий Васильевич АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Йошкар-Ола МЕСТО ЗАЩИТЫ
2005 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.04 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Процессы формирования толстопленочных ВТСП элементов»
 
Автореферат диссертации на тему "Процессы формирования толстопленочных ВТСП элементов"

Иванов Валерий Васильевич

На правах рукописи

ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ ВТСП ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола-2005

Работа выполнена в Марийском государственном университете (НИЛ ВТСП) и Марийском государственном техническом университете (кафедра КИПР).

Научные руководители: кандидат технических наук,

доцент В. Н. Игумнов;

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник А. Р. Буев

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор А. Н. Соболев

кандидат химических наук, профессор Т. В. Попова

Ведущая организация: ООО «Наномет», г. Йошкар-Ола

Защита состоится ¿3 декабря 2005 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета К 212.115.03 при Марийском государственном техническом университете по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийского государственного технического университета.

Автореферат разослан 24 ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного /X, ^

совета, кандидат химических наук Угл Т.В. Смотрина

1150520

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) явилось ярким событием научно-технического прогресса прошлого века. Нобелевские лауреаты Беднорц и Мюллер обнаружили переход в сверхпроводящее состояние в системе Ьа-Ва-Си-О при температуре 35 К.

Вслед за открытием ВТСП в системе Ьа были обнаружены и другие сверхпроводящие керамические системы с высокой температурой сверхпроводящего перехода. Это, прежде всего, итгриевые сверхпроводники У-Ва-Си-0 (критическая температура Тс=91 К), висмутовая керамика Вг-Эг-Са-Си-О (Гс=110 К), Т1-Ва-Са-Си-0 (7С=119 К) и, наконец, ртутная система Н%-Ва-Са-Си-0, характеризующаяся максимальной температурой сверхпроводящего перехода 7^=135 К.

В настоящее время сформировалась точка зрения, разделяемая подавляющим большинством исследователей ВТСП, что ВТСП найдут практическое применение в первую очередь в виде пленок и покрытий. Такое мнение сложилось благодаря двум обстоятельствам: во-первых, плотности критического тока, достигнутые к настоящему времени в лучших пленочных образцах, перекрывают требования всех областей практического применения; во-вторых , криоэлектроника выдвигает достаточно широкий спектр практических задач, решаемых с применением ВТСП в виде пленок и не требующих от сверхпроводника рекордных значений плотности критического тока. В частности, для работы многих устройств, основанных на эффекте Джозефсона, необходима плотность тока порядка 102-103 А/см2, что вполне достижимо на поликристаллических пленках. Для получения пленок наряду с физическими методами с успехом используются разнообразные химические методы. В совокупности эти методы позволяют получать покрытия различного качества: от эпитаксиальных пленок с толщиной, меньшей 100 нм, до поликристаллических слоев с толщиной порядка десятых долей миллиметра.

Факторы, влияющие на плотность критического тока, установлены не столь однозначно, ясно лишь, что плотность критического тока является функцией морфологических характ " тно-

сти, текстуры, размера кристаллитов, наличия включений посторонних фаз и т. д. Эти показатели сложным образом зависят от химических свойств исходных веществ, способа их нанесения на подложку, условий термической обработки покрытия и, наконец, материала подложки. В настоящее время эти зависимости известны лишь в самом общем виде, и для совершенствования свойств покрытий ВТСП необходимо их детальное изучение.

В связи с этим представляется целесообразным изучение влияния процессов, происходящих при получении толстопленочных ВТСП покрытий на структуру, а, следовательно, и свойства получаемых покрытий.

Цели и задачи исследования. Целью работы являлось изучение основных физико-химических процессов, протекающих в ходе формирования ВТСП покрытия, как в его объеме, так и на границе раздела пленка-подложка; установление влияния технологических параметров получения ВТСП покрытия на протекание данных процессов, для получения толстопленочных ВТСП элементов криоэлектроники.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Уточнить характер распределения текстуры, фазового состава и критических параметров по толщине ВТСП толстой пленки Д/25г2СаСм208+х и построить модель этого распределения. 2 Выяснить особенности физико-химических процессов синтеза ВТСП толстой пленки в области контакта пленка-подложка.

3. Детализировать картину процессов, проходящих во время формирования подложек для ВТСП материалов, в том числе на основе ме-талло-керамических составов.

4. Определить влияние технологических параметров изготовления толстопленочных ВТСП элементов на их физические свойства.

5. На базе разработанных методик получить и исследовать оригинальные толстопленочные ВТСП элементы криоэлектроники.

Методы исследования. Экспериментальные исследования выполнены на разработанных автором лабораторных установках для измерения плотности критического тока 4-х контактным методом, опре-

деления терморезистивных характеристик. В работе использовался новый бесконтактный метод измерения плотности критического тока. Дифференциальный термический и термогравиметрический анализы проводились на дериватографе «Philips». Микрофотографирование проводилось с помощью микроскопа NIKON F-601M, оснащенного видеокамерой SONY CCD-IRIS, и микроскопа OLYMPUS SZ-PT.

Научная новизна работы состоит в следующих положениях, которые выносятся на защиту:

1. Установлено, что в процессе формирования ВТСП пленка под действием диффузии кислорода и материала подложки приобретает неоднородность критических параметров по толщине.

2. Выявлено, что в приповерхностном слое пористой подложки на стадии вжигания пленки происходит втягивание ее жидкой фазы в капилляры подложки и вследствие этого происходит изменение химического состава и свойств пленки, вплоть до подавления сверхпроводимости после охлаждения.

3. В процессе обжига металлокерамической подложки MgO-Ag происходит перераспределение металлической фазы в ней вследствие втягивающих и выталкивающих капиллярных и гравитационных сил.

4. При определенной концентрации металлической фазы в металлокерамической подложке во время высокотемпературного обжига металлическая фаза удаляется из подложки. Для системы MgO-Ag эта концентрация составляет 35-40 %.

Практическая значимость работы.

1. Разработан эффективный способ изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий, позволяющий предотвратить капиллярное втягивание материала покрытия и получать более качественные ВТСГ1 покрытия. Получен патент на изобретение («Способ изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий», патент № 2199505 от 27.02.2003)

2. Разработан способ изготовления металлокерамических подложек на основе Ag-MgO для ВТСП покрытий, получен патент на изобретение («Способ изготовления подложки для ВТСП покрытий на основе A/gO-керамики и серебра», патент №2234167 от 14.04.2003).

3 Полученные результаты были использованы при создании новых, не имеющих аналогов, ВТСП элементов, таких как пленочный составной ВТСП магнитный экран, комбинированный сверхпроводниковый ограничитель тока и ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном. Получены патенты на данные элементы («Пленочный составной ВТСП магнитный экран» патент №2224313 от 28.02.2002; «Комбинированный сверхпроводниковый ограничитель тока», патент № 2204191 от 10.05.2003; «ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном», патент №2230417 от 07.08.2002).

4. Результаты работ были использованы при проведении проектов № 125-96 (DLR), № Я 0121 (ФЦП «Интеграция»), № Э 02-3.0-21 (Министерство образования РФ).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 2000); IV, V, VI Международных семинарах по материаловедению «Steinfurter-Keramik-Seminar, Materialforschung und Anwendung» (Штайнфурт, 2000, 2001, 2002); Ежегодных научных конференциях по итогам научно-исследовательских работ МарГТУ (Йошкар-Ола, 20002004), Международной конференции «High-Temperature Superconductors and Novel Inorganic Materials Engineering. MSU-HTSC VII» (Москва, 2004); V Международной конференции «Электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2004).

По теме диссертации опубликована 21 печатная работа.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации 141 страница, включая 61 рисунок и 3 таблицы.

Настоящая работа является составной частью систематических исследований, проводимых в научно-исследовательской лаборатории ВТСП Марийского государственного университета и кафедрой КиПР Марийского государственного технического университета.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи, описаны объекты и методы исследования. Показана научная новизна и практическая значимость работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

2. Первая глава посвящена обобщению известных к настоящему времени данных, относящиеся к фазообразованию, методам получения высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) систем У-Ва-Си-О и В1-Бг-Са-Си-0. Приведен обзор используемых физических и химических методов получения ВТСП толстых пленок. Показано, что результаты проведенных работ не дают полной картины процессов формирования ВТСП. Обоснована актуальность поставленных задач.

3 Вторая глава посвящена изучению физико-химических процессов, происходящих при формировании ВТСП покрытия. Экспериментально установлено, что в результате термосинтеза, ВТСП покрытие состава В12Бг2СаСи20^х становится неоднородным по толщине. Выявленная неоднородность, в частности, выражается в неравномерном распределении, физических свойств ВТСП покрытия по толщине.

Отсутствие сверхпроводимости в слое, граничащим с подложкой, как в случае В128ггСаСиг0^х (далее В1(2212», так и в УВа2СщОх (У(123)) можно объяснить тем, что в процессе термообработки происходит перигек-тический распад ВТСП фазы с выделением жидкой фазы и кислорода: В<(2212) 2201) + В/ + Си + 02 + I, Ц123) —» У(211) + 02 + Ь, то есть плавление в этом случае является инконгруентным. При последующем охлаждении должна пройти обратная реакция восстановления сверхпроводящей фазы. Однако, капиллярное втягивание жидкой фазы (рис. 1, черные включения ниже границы раздела ВТСПУподложка) делает обратную реакцию невозможной в следствие частичного или полного удаления жидкой фазы. ВТСП фаза восстанавливается не в полном объеме или не восстанавливается вовсе.

Рис 1 Микрофотография поперечного ш1шфаобравд У£ЬгО/А на подложке из ^йзОА

Поверхностный слой покрытия (до 10 мкм) имеет максимальную плотность и высокие критические параметры - плотность критического тока (рис. 2), температуру перехода в сверхпроводящее состояние (табл. 1).

0 1*05 2*05 Э»05 4*05 5.-05 6*05 М

Рис 2 Зависимость плотности критического тока от высоты до полложки (ВТСП покрытие состава ВъЗггСаСщО^ на поликристаллической подложке из MgO) у,=8,410"'Ам,7,= 10", у, = 0,00071 А/м2

Таблица 1

Значения температуры перехода в сверхпроводящее состояние при послойном исследовании ВТСП покрытия

Л, цт 5 15 25 30 35 45 55

П, К 94,5 94,7 93,7 94,9 94,2 94,2 95,0

Анализ данных (рис. 2) показывает, что плотность критического тока убывает с расстоянием от поверхности пленки. Удельное сопротивление материала возрастает. Высокая плотность критического тока в приповерхностном слое, очевидно, связана с влиянием кислорода атмосферы при термообработке покрытия.

На основе сделанных предположений предложена модель процесса вжигания пленки.

Л = j, /У0,ег/с-^=Д + j2N02erfc (1)

В формуле (1): ju j2, Уз - коэффициенты активности факторов, влияющих в процессе термосинтеза на плотность критического тока получаемого ВТСП покрытия; Nm - концентрация кислорода в атмосфере у поверхности покрытия; N02 - концентрация материала подложки, Н - высота покрытия; h - расстояние до подложки; D,, й2 -коэффициенты диффузии кислорода и материала подложки соответственно; т - время термосинтеза.

Первый член выражения (1) характеризует положительное влияние диффузии кислорода атмосферы при вжигании покрытия (рис. 2 область III), второй - фактор отрицательного (как правило) влияния диффузии материала подложки в покрытие (рис. 2 область II и I), третий член - отсутствие сверхпроводимости в некотором граничащем слое (рис. 2 область I).

Для предотвращения капиллярного всасывания жидкой фазы в подложку, на последней были закрыты поверхностные поры, путем механического тирания материала, имеющего большую температуру плавления, чем температура вжигания пасты. В работе были использованы медь и серебро. После втирания металла в подложку на нее наносилась паста и проводилось вжигание (температура перитекгического плавления изменялась в пределах 965-980 °С).

Анализ и сравнение зависимостей терморезисгавных характеристик образцов У(123)/У(211), Y(\23)/Cu/Y(2\ 1) и Y{\23)/Ag/Y(2\ 1), полученных в результате термосинтеза показывает, что для образцов K(123)/F(211) характер р(Т), при увеличении температуры, меняется с полупроводникового на нормальный, появляется сверхпроводящий переход при 85 К (рис. 3), уменьшается сопротивление в нормальном сосгоянии.

Для образцов У(123уСи/К(211) при увеличении температуры наблюдается противоположная тенденция - замена нормальной проводимости на полупроводниковую, рост сопротивления в нормальном состоянии и потеря сверхпроводимости (рис. 4).

т к

Рис 3 Зависимость р(Т) УВа^иА* на тяготе ю Ы)^ г^и рсютмных ТСМПВрШ^рШ ПОЮТЕКИКНИЯ*

1 -965х:,2-т'3-975°С,4-тV

*< 1 Т « * I

Т К

Рис 5 Зависимость р (7) на подложке ш

УхВаС Юз с буферным слоем А^ при раатчкых те»терату-рвхподгшавлекия

1-965 °С,2-970 °С,3-975 Г,4 -980 <С

»! V Ш и' IV

т, к

Рис 4 Завиомоаъ р (Т) Ш^'и-О« ю подложке ю с буферным слоем Си при различных ТЕмперагу-рамтаппавлемн.

1 - 965 "С, 2 -970°С, 3 - 975 "С, 4 - 980 °С

Данный факт можно связать со взаимодействием Си при повышенных температурах с кислородом и изменением, в связи с этим, кислородного индекса покрытия. Наилучших параметров для образцов У(123У^/Г(211) удалось добиться при температуре перитек-тического плавления 975°С. И в отличие от меди, буферный слой из приводит к снижению сопротивления и смене полупроводниковой зависимости на нормальную при повышении температуры перитектики (рис. 5).

Таким образом, установлено, что при использовании в качестве буферных слоев А^ и Си удается повысить температуру сверхпроводящего перехода ВТСП покрытия. Положительное действие буферных слоев было замечено также и при определении плотности критического тока полученных образцов. Так, в отсутствии подслоя, плотность критического тока составляла 500-1000 А/см2, при использовании буферных слоев, у0 возрастала до 3000 А/см2. Увеличение плотности критического тока было достигнуто не только в связи с предотвращением удаления жидкой фазы, но и, возможно, благодаря тому, что часть материала буфера, проникая в покрытие, создает дополнительные центры пиннинга в ВТСП покрытии.

4. Третья глава посвящена процессам формирования подложек. Поликристаллические подложки MgO. Исследованы режимы изготовления керамических подложек из М%0. Найдены области факторов (давление прессования, концентрация связующего), позволяющие получать максимальную плотность и диаметр зерна.

Получены адекватные подложки из М%0 сложной формы для ВТСП толстых пленок (рис. 6).

. / у ^ •У

М'_'< ! Sub.p-.itcs

Рис 6 Поликристаллические подложки из М%0.

Установлено, что в процессе спекания материал керамики подвергается рекристаллизации, причем размеры зерен возрастают с повышением давления прессования. Причиной этому, вероятно, служит то обстоятельство, что предварительная деформация прессовки (увеличение степени деформации) влияют на скорость зарождения центров и линейную скорость роста новых кристаллов.

2-DTiVuU

5 I

г Г

T—pTotur/oC

WERSUCHSNR Hl в DATUM IB teri I

OPERATEUR Dr J P N E T Z S С H STA 409

PROBE HjO + Etbyloo-u 97 43 н ТС 258 mg ITGcl

REFERENZ Д120Э 58 «q 46 93 »q DTA 50 uö ! —

ATHOSPH »yitb Luf / 150

TIEGEL AI 203 all Deck ^ , ва/1360 oC

Рис 7 ТС (кривая 1), ОТО (кривая 3) и ОТ А (кривая 2) анализы образца Л/^О

Аномальный характер убывания нлотности с ростом давления прессования можно объяснить с учетом роста зерен и анализа дерива-тограмм. Возможные процессы, приводящие к уменьшению плотности, находятся в диапазоне 500-1500 "С, где располагается область убывания массы и эндотермической реакции в системе (рис 7) Наиболее вероятны процессы дегидратации MgO и выделения имеющихся летучих при данных температурах примесей.

Металлокерамические подложки MgO+Ag. Установлено, что в процессе спекания происходит перераспределение серебра в объеме подложки, вызванное капиллярными явлениями в порах, образованных фазой серебра.

Для подложек с малой исходной концентрацией (менее 20 масс. %) оксида серебра, характерно образование приповерхностной, обедненной серебром, зоны (рис. 8). Это объясняется выталкиванием серебра на поверхность из открытых пор и втягиванием его вглубь при охлаждении в следствие разности коэффициентов термического расширения оксида магния и серебра.

Рис 8 Поперечные шлифы металлокерамических подложек МцО+Ац после высокотемпературной термообработки

В случае высокой исходной концентрации (более 40 %) оксида серебра в образцах образуются сквозные поры, что подтверждается наличием перколяционной проводимости Поскольку система MgO-Ag обладает низкой смачиваемостью, что подтверждается величиной краевого угла (более 90°) (рис. 9), то вероятно капиллярное выдавливание жидкого серебра на поверхность и удаление при тепловом уменьшении его вязкости при температуре более 1200 °С (рис 11)

Рис 9 Фото! рафия металлокерамической подложки MgO+Лg, отжигаемои при температуре 1050 "С

Для нахождения остаточного относительного содержания серебра (С*л«) выведена эмпирическая формула, позволяющая произвести

его расчёт на основании взвешивания образцов до и после спекания:

1 ( • - ^ (2)

с=7-\а + ЬСлпом»> + с" ,

^Лц-ри1«) V т ■

где а =■ 0,067, Ь = 1,007; с = 1,074 - для образцов,

а = 0,063; Ь = 0,937; с = 1 - для MgO+Ag- образцов,

Дш = т'-т", т' и т" - массы образца до и после спекания соответственно;

С

- начальное содержание оксида серебра (серебра) в об-

р&зце.

100

90

во

70

60

о4 50

-6 40

*

о 30

20

10

0

к

- т

*

Ж-

—А- Ад20 "Ад

15

25 35

45

Рис. 10 Зависимости относительного остаточного содержания серебра от начального содержания АёгО, ^ - компонент

^ -4 06 2

<1 ом

I

V И 6 0 в! 0 к /1 р Ю 13 № 14 Ю «Ьв 18

% / /

- \

\ \

а4

\

(

Т,°с

Рис 11 ТОМ анализ образцов МёО+А% I - 0 % Аг, 2 - 15 % 3-30 % Ав, 4-40 %

Проведенные исследования показывают, что получить серебросо-держащую поверхность подложки для ВТСП покрытий с повышенными характеристиками по традиционной технологии нельзя. Однако,

использование дополнительных операций позволяет решить данную задачу. Как показывают проведенные нами исследования, у подложек с малым исходным содержанием оксида серебра (менее 20 %) необходимо сошлифовывать обедненную поверхность на глубину 0,1-2 мм. Поверхность подложки с большим содержанием серебра (более 20 %) необходимо подвергать уплотнению (например, механическому), что позволит сохранить серебро внутри подложки в процессе обжига. Затем уплотненную поверхность нужно также сошлифовывать. И в первом и во втором случае, изменяя глубину шлифования, можно варьировать при необходимости поверхностную концентрацию серебра. Подложки, полученные этим методом, были использованы для получения толстых ВТСП покрытий 5/(2212). Покрытия показали более высокие критические параметры в сравнении с покрытиями на обычной MgO керамике. Покрытия толщиной 10-15 мкм имели плотность критического тока jc = 640-800 А/см2 (для подложки из чистого MgO) и jL = 980-1250 А/см2 (для подложки из MgO + 10% Ag), покрытия толщиной 50-80 мкм - плотность критического токаус= 680-900 А/см7 и jc= 1100-1300 А/см2.

5. Четвертая глава посвящена созданию и исследованию ВТСП толстопленочных элементов криоэлектроники.

Составные ВТСП магнитные экраны. Обычно, объемные ВТСП магнитные экраны изготавливаются с помощью гидростатического прессования керамического порошка на оправке с последующим термосинтезом. Подобные экраны в силу технологических причин, таких как неоднородность внутренних напряжений, неоднородность температуры в печи на протяжении объёма образца при его термообработке, неоднородность по размерам и химическому составу частиц исходного порошка, а также их нестехиометрия и неоднофазность, имеют в своих объёмах микротрещины различного размера (от долей микрона до долей миллиметра). В результате этого не все кольцевые контура, несущие экранирующие сверхпроводящие токи, имеют одинаковые плотности критических токов (могут отличаться существенно, до 50 %). Поэтому основные характеристики ВТСП экранов, такие как поле проникновения, могут диктоваться их «слабыми» местами, хотя отно-

сительное содержание этих «слабых мест» может быть и незначительным. С другой стороны, из элементарных электродинамических соображений ясно, что по отношению к аксиальному внешнему полю, а именно такая ориентация поля в большинстве случаев представляет прикладной интерес, поперечные кольцевые трещины не имеют существенного значения.

С учётом этих двух факторов впервые нами были проведены эксперименты по экранировке аксиального магнитного поля составным, из отдельных колец, экраном. Для этого в работе была опробована методика создания модели составного экрана из объемной керамики. Было установлено, что в процессе создания таких экранов может осуществляться контроль качества фрагментов и их отбор, т.е. обеспечение заданных параметров экрана. Установлено, что величина индукции экранируемого поля зависит от количества фрагментов и расстояния между ними, что может быть учтено в случае экранирования конкретного поля и объема.

Установленная возможность экранировки внешнего магнитного поля составным ВТСП экраном из объемных колец позволяет заменить ВТСП объемный экран на кольцевые толстопленочные ВТСП покрытия.

Для успешного функционирования экрана из колец с ВТСП покрытиями должно быть соблюдено условие: толщина керамической подложки (/0 меньше или равна удвоенной толщине покрытия (/"). Это условие вытекает из результатов эксперимента, проведенного нами с составным объемным ВТСП экраном из колец, и соответствует тому факту, что поле проникновения у такого экрана существенно не уменьшается вплоть до расстояний между кольцами, равными их толщине.

При вполне достижимых Г = 200 - 300 мкм, толщина покрытия /' должна быть не менее 100 - 150 мкм. А для таких ВТСП покрытий, плотность критического тока jc' может превосходить плотность тока jc в соответствующих поликристаллических массивных образцах не менее чем в 5-20 раз.

Таким образом, составной ВТСГТ толстопленочный экран может иметь поле проникновения примерно на порядок выше, чем цельный экран из соответствующего поликристаллического ВТСП.

Практическая реализация и исследования составного ВТСП толстопленочного экрана показали, что в отличие от составного экрана из объемных колец (поле проникновения 25 мТл), составной пленочный экран имел поле проникновения 125 мТл.

Ограничители тока. Одним из распространенных типов ВТСП ограничителей тока являются индуктивные ограничители тока. Такой ограничитель состоит из соленоида и магнитопровода, разделенных ВТСП экраном. Когда ВТСП экран находится во внешнем поле соленоида, поле которого не превышает критического значения, соленоид и магнитопровод разделены экраном. В этом случае индуктивное сопротивление соленоида мало. В случае короткого замыкания ток в цепи резко увеличивается, увеличивая магнитное поле соленоида, когда оно достигает критической для данного ВТСП экрана величины, сверхпроводимость нарушается и магнитное поле соленоида направляется в магнитопровод, что ведет к резкому росту индуктивного сопротивления устройства.

Основным элементом такого ограничителя тока является ВТСП магнитный экран Он выполняется либо в объемном, либо в пленочном варианте. Высокая мощность устройства предполагает значительные габариты (/»40 мм, />100 мм). Выполнение таких изделий связано с рядом технических трудностей.

На основании описанных выше экспериментов был создан и исследован новый ограничитель тока. В качестве экрана, в таком устройстве, был использован пленочный составной ВТСП экран. Было установлено, что замена объемного ВТСП магнитного экрана на составной пленочный приводит к увеличению порога отключения (ПОТ) примерно на 45 %. При этом возможна плавная и технически не сложная регулировка основного параметра токоограничителя - ПОТ, что в случае цельного ВТСП экрана невозможно.

ВТСП толстопленочные элементы схем. После открытия высокотемпературных сверхпроводников возникла проблема создания пле-

ночных элементов для 8С?иШ-техники, чувствительность которой пропорциональна линейным размерам антенны. Современные технологии получения тонких ВТСП пленок позволяют создавать плоские БСНЛО-элементы с линейными размерами около 1 см. Однако для БОиГО-техники необходимы не только плоские но и объемные элементы и как можно больших размеров.

В настоящей работе была разработана простая методика получения толстопленочного трёхмерного рисунка с разрешением 0,5 мм, на основании которой получены различные схемы (рис. 12), обладающие транспортной сверхпроводимостью и высокими критическими параметрами.

Рис 12 ВТСП толсюнлеиочные покрытия на поликристаллических подложках из М%р 6. Выводы

1. Установлено, что в процессе формирования ВТСП пленка приобретает неоднородное 1ь состава и свойств по толщине. Поверхностный слой (до 10 мкм) имеет максимальную плотность и плотность критического тока. Плотность критического тока убывает с увеличением расстояния от поверхности пленки, а удельное сопротивление материала возрастает. Высокая плотность критического тока в приповерхностном слое, очевидно, связана с влиянием диффузии кислорода атмосферы при термообработке покрытия. Снижение критических параметров с уменьшением расстояния до подложки можно объяснить диффузией материала подложки в покрытие.

2. Выявлено, что в приповерхностном слое подложки на стадии вжи-гания пленки происходит втягивание ее жидкой фазы в капилляры,

вызывающее изменение химического состава получаемого покрытия, вплоть до подавления сверхпроводимости в пленке. Для повышения качества покрытия необходимо уплотнение поверхности, ликвидация открытых пор на поверхности подложки механической затиркой, либо нанесением буферных слоев.

3 Установлено, что в процессе обжига металлокерамической подложки MgO происходит перераспределение металлической фазы в ней вследствие капиллярных и гравитационных сил.

4 При концентрации металлической фазы более 40 % в металлокерамической подложке MgO+Ag в процессе термообработки металлическая фаза (Ag) удаляется из подложки.

5 Разработана методика изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий, позволяющая предотвратить капиллярное втягивание материала покрытия.

6 Разработаны методики изготовления металлокерамических подложек на основе MgO-Ag для ВТСП покрытий, позволяющие получать подложки с заданной поверхностной концентрацией серебра.

Полученные результаты были использованы при создании новых, не имеющих аналогов, ВТСП элементов, таких как пленочный составной ВТСП магнитный экран, комбинированный сверхпроводниковый ограничитель тока, ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном.

Важность практического использования разработанных решений подтверждена выданными на них патентами и результатами НИР

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. А.Р. Буев, В Н.Игумнов, В.В.Иванов, Н.А.Мамаев, ЮМ Юрьев. Влияние границ на свойства Bi(2212) ВТСП покрытия. Тонкие пленки в электронике. Тезисы докладов XI международной научно- технической конференции, МарГТУ, г. Йошкар- Ола. 28-31 авг. 2000. Тезисы С. 38.

2. А.Р. Буев, В.В. Иванов, H.A. Мамаев, В. Н. Игумнов. Толстые пленки на основе ВТСП керамики В ¡(2212) на поликристаллических подложках MgO Актуальные проблемы электронного приборостроения. Материалы международной научно-технической конференции, г. Саратов. 2000. Труды. С. 415-419.

3. A Buev, V. Ivanov, N. Munser, W. Jaszczuk, H. Altenburg, J Plewa Neuartige MgO- Ag Kompositwerkstoffe als Substratmaterial für HTSL. 4 Steinfurter Keramik- Seminar, 6-9 Dezember 2000. S. 28-29.

4. A P. Буев, B.H. Игумнов, B.B. Иванов, H.A. Мамаев. Сверхпроводящие покрытия на алюмооксидной керамике. Труды научной конференции по итогам научно исследовательских работ МарГТУ. С. 99-104, депонировано в ВИНИТИ 29.12.2000. № 3332-1300.

5. В Н. Игумнов, А.Р. Буев, A.A. Косов, И.В. Савиных, В.В Иванов, Н. Altenburg. Зернистая структура ВТСП материалов. Труды научной конференции МарГТУ. С. 36-41, депонировано в ВИНИТИ 21.03.2002. № 515-В2002.

6. В.Н. Игумнов, А.Р. Буев, В.В. Иванов, Н. Altenburg. Структура и свойства MgO-подложек для ВТСП покрытий. Труды научной конференции МарГТУ. С. 84-89, депонировано в ВИНИТИ 21.03.2002. № 515-В2002.

7 V.V Ivanov, A.R. Buev, V.N. Igumnov, H. Altenburg, J. Plewa Litographisch hergestellte 3D- Proben: BSCCO- Dickschichten auf MgO-Substraten, 5. Steinfurter Keramik- Seminar, 28 Nov.-01 Dec. 2001, S. 13

8. А.Р. Буев, B.H. Игумнов, B.B. Иванов. Комбинированный сверхпроводниковый ограничитель тока. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2204191 or 10.05 2003. БИ № 13,2003.

9. А.Р. Буев, В.Н. Игумнов, В.В. Иванов. Способ изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение № 2199505 от 27.02.2003. БИ№ 6,2003.

10. А.Р. Буев, В.Н. Игумнов, В В Иванов. Соленоид максимального магнитного поля. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение № 2216805 от 20 11.2003. БИ № 32, 2003.

11. А.Р. Буев, В Н. Игумнов, A.B. Лоскутов, В.В. Иванов. ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2230417 от 07.08.2002.

12. А.Р. Буев, В.Н. Игумнов, В.В. Иванов. Способ получения переносного объёма с магнитным вакуумом. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2231846 от 23.10 2002.

13. А Р. Буев, В.В. Иванов, В.Н Игумнов. Формирование металлоке-рамических подложек на основе Ag-MgO для ВТСП покрытий // Проектирование и технология электронных средств. № 4, 2003.

14 L P. Ichkitidse, L S. Sukhanjva, A.R. Bujev, V V Ivanov The investigation of thick films of Bi|^РЬо^ГгСагСизО* HTSC ceramics. High-Temperature Superconductors and Novel Inorganic Materials Engineering. MSU-HTSC YII. 7-th International Workshop, June 20-25, 2004. Moscow, Russia, P. 7.

15.Л.П. Ичкшидзе, JI С. Суханова, АР. Буев, В.В Иванов. Резистив-ные переходы толстых плёнок высокотемпературного сверхпроводящего материала состава BiiyPbo^SrjCajCujO*. 5-я Межд. конф. Электротехнические материалы и компоненты. 20-25 сент. 2004, Крым, Алушта. Труды, С. 195-197.

16. А.Р. Буев, В Н Игумнов, В.В. Иванов. Пленочный составной В'ГСП магнитный экран. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2224313 от 28.02.2002, БИ № 5, 20.02.2004.

17.В.Н. Игумнов, А.Р. Буев, Н.М. Скулкин, В.В. Иванов, В.Е Филимонов. Способ изготовления подложки для ВТСП покрытий на основе MgO-керамики и серебра. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2234167 от 14.04.2003, БИ № 22, 10.08.2004.

18. А.Р. Буев, В.Н. Игумнов, В.В. Иванов. Способ формирования трехмерной толстопленочной схемы. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2254695 от 18.09.2003.

19. В.Н. Игумнов, А.Р. Буев, В.В. Иванов, В.Е. Филимонов. Составной магнитный ВТСП экран. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2253169 от 25.12.2003.

20.А.Р. Буев, В.Н. Игумнов, В.В. Иванов. Способ изготовления подложки для толстопленочной ВТСП схемы Решение от 01 03.2005 о выдаче патента на изобретение по заявке №2003135900/09(038636) от 10.12.2003.

21. А.Р. Буев, В.Н. Игумнов, В.В. Иванов, Н.М. Скулкин. Способ бесконтактного измерения индуктивности высокотемпературного сверхпроводникового кольца Решение от 04.08.2005 о выдаче патента на изобретение по заявке №2004122746/28(024469) от 23.07.2004.

Подписано к печати 17 11 2005 I Формат 60x90/16 Кума!а офсетная Уел печ. л 1.0 Тираж ЮОэю Зак<-н № 774

Отпечатано с готового оригинал-макета Информаинонно-нздагельскмЛ центр Марнстат

424002 г Йошкар-Ола. > л Коммунистическая, 31

РНБ Русский фонд

2006-4 27488

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Иванов, Валерий Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. Литературный обзор.

1.1. Методы синтеза ВТСП материалов.

1.2. Методы синтеза керамики Bi2Sr2CaCu208+x.

1.3. Общий обзор используемых методов получения ВТСП пленок.

1.4. Выводы.

2. Процессы формирования высокотемпературных сверхпроводниковых толстых пленок.

2.1. Экспериментальное определение пространственного распределения критических параметров в ВТСП пленке Bi2Sr2CaCu208+x.

2.1.1. Подготовка ВТСП пасты.

2.1.2. Термическая обработка образцов.

2.1.3. Исследование образцов.

2.1.4. Послойное исследование материала покрытия.

2.1.3. Выводы.

2.2. Физико-химические процессы синтеза ВТСП толстой пленки в области контакта пленка-подложка.

2.2.1. Приготовление образцов.

2.2.2. Исследование образцов.

2.2.3. Метод повышения качества ВТСП покрытия.

2.2.4. Выводы.

3. Процессы формирования подложек.

3.1. Поликристаллические подложки MgO.

3.1.1. Приготовление образцов.

3.1.2. Исследование образцов. Оптимизация технологического процесса изготовления поликристаллических подложек из MgO.

3.1.3. Выводы.

3.2. Металлокерамические подложки.

3.2.1. Методика получения образцов.

3.2.2. Содержание серебра в образцах.

3.2.3. Выделение серебра из образцов.

3.2.4. Электропроводность материала образцов.

3.2.5. Обсуждение и выводы.

3.3. Формирование подложек из Y2BaCu05.

4. ВТСП толстопленочные элементы криоэлектроники.

4.1. Составные ВТСП магнитные экраны.

4.1.1. Объемный составной магнитный ВТСП экран.

4.1.2. Пленочный составной ВТСП экран.

4.2. Ограничители тока.

4.2.1. Индуктивный токоограничитель с составным объемным ВТСП — экраном.

4.2.2. Исследование влияния раздвижения колец на ВАХ.

4.2.3. Алгоритм вычисления магнитного поля в токоограничителе с составным ВТСП - экраном.

4.2.4. Выводы.

4.2.1. Индуктивный токоограничитель с составным пленочным ВТСП-экраном.

4.3. ВТСП толстопленочные элементы схем.

 
Введение диссертация по химии, на тему "Процессы формирования толстопленочных ВТСП элементов"

Актуальность темы. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) явилось ярким событием научно-технического прогресса прошлого века. Нобелевские лауреаты Беднорц и Мюллер обнаружили переход в сверхпроводящее состояние в системе La-Ba-Cu-O при температуре 35 К.

Вслед за открытием ВТСП в системе La были обнаружены и другие сверхпроводящие керамические системы с высокой температурой сверхпроводящего перехода. Это, прежде всего, иттриевые сверхпроводники Y-Ba-Cu-О (критическая температура Гс=97 К), висмутовая керамика Bi-Sr-Ca-Cu-O (Гс=110 К), Tl-Ba-Ca-Cu-O (Гс=119 К) и, наконец, ртутная система Hg-Ba-Ca-Си-О, характеризующаяся максимальной температурой сверхпроводящего перехода Гс=135 К.

В настоящее время сформировалась точка зрения, разделяемая подавляющим большинством исследователей ВТСП, что ВТСП найдут практическое применение в первую очередь в виде пленок и покрытий. Такое мнение сложилось благодаря двум обстоятельствам: во-первых, плотности критического тока, достигнутые к настоящему времени в лучших пленочных образцах, перекрывают требования всех областей практического применения; во-вторых, криоэлектроника выдвигает достаточно широкий спектр практических задач, решаемых с применением ВТСП в виде пленок и не требующих от сверхпроводника рекордных значений плотности критического тока. В частности, для работы многих устройств, основанных на эффекте Джозефсона, необходима плотность тока порядка 10-10 А/см , что вполне достижимо на поликристаллических пленках. Для получения пленок наряду с физическими методами с успехом используются разнообразные химические методы. В совокупности эти методы позволяют получать покрытия различного качества: от эпитаксиальных пленок с толщиной, меньшей 100 нм, до поликристаллических слоев с толщиной порядка десятых долей миллиметра.

Факторы, влияющие на плотность критического тока, установлены не столь однозначно, ясно лишь, что плотность критического тока является функцией морфологических характеристик покрытий - плотности, текстуры, размера кристаллитов, наличия включений посторонних фаз и т. д. Эти показатели сложным образом зависят от химических свойств исходных веществ, способа их нанесения на подложку, условий термической обработки покрытия и, наконец, материала подложки. В настоящее время эти зависимости известны лишь в самом общем виде, и для совершенствования свойств покрытий ВТСП необходимо их детальное изучение.

В связи с этим представляется целесообразным изучение влияния процессов, происходящих при получении толстопленочных ВТСП покрытий на структуру, а, следовательно, и свойства получаемых покрытий.

Цели и задачи исследования. Целью работы являлось изучение физико-химических процессов, протекающих в ходе формирования ВТСП покрытия, как в его объеме, так и на границе раздела пленка-подложка; установление влияния технологических параметров получения ВТСП покрытия на протекание данных процессов, для получения толстопленочных ВТСП элементов криоэлектроники.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Уточнить характер распределения текстуры, фазового состава и критических параметров по толщине ВТСП толстой пленки Bi2Sr2CaCu2Os+x и построить модель этого распределения.

2. Выяснить особенности физико-химических процессов синтеза ВТСП толстой пленки в области контакта пленка-подложка.

3. Детализировать картину процессов, проходящих во время формирования подложек для ВТСП материалов, в том числе на основе металло-керамических составов.

4. Определить влияние технологических параметров изготовления толстопленочных ВТСП элементов на их физические свойства.

5. На базе разработанных методик получить оригинальные толсто пленочные ВТСП элементы криоэлектроники.

Методы исследования. Экспериментальные исследования выполнены на разработанных автором лабораторных установках для измерения плотности критического тока 4-х контактным методом, определения терморези-стивных характеристик. В работе использовался новый бесконтактный метод измерения плотности критического тока. Дифференциальный термический и термогравиметрический анализы проводились на дериватографе «Philips». Микрофотографирование проводилось с помощью микроскопа NIKON F-601М, оснащенного видеокамерой SONY CCD-IRIS, и микроскопа OLYMPUS SZ-PT.

Научная новизна работы состоит в следующих положениях, которые выносятся на защиту:

1. Установлено, что в процессе формирования ВТСП пленка под действием диффузии кислорода и материала подложки приобретает неоднородность критических параметров по толщине.

2. Выявлено, что в приповерхностном слое пористой подложки на стадии вжигания пленки происходит втягивание ее жидкой фазы в капилляры подложки и вследствие этого происходит изменение химического состава и свойств пленки, вплоть до подавления сверхпроводимости после охлаждения.

3. В процессе обжига металлокерамической подложки MgO-Ag происходит перераспределение металлической фазы в ней вследствие втягивающих и выталкивающих капиллярных и гравитационных сил.

4. При определенной концентрации металлической фазы в металлокерамической подложке во время высокотемпературного обжига металлическая фаза удаляется из подложки. Для системы MgO-Ag эта концентрация составляет

-35-40%.

Практическая значимость работы:

1. Разработан эффективный способ изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий, позволяющий предотвратить капиллярное втягивание материала покрытия и получать более качественные ВТСП покрытия. Получен патент на изобретение («Способ изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий», патент № 2199505 от 27.02.2003).

2. Разработан способ изготовления металлокерамических подложек на основе Ag-MgO для ВТСП покрытий, получен патент на изобретение («Способ изготовления подложки для ВТСП покрытий на основе MgO-керамики и серебра», патент № 2234167 от 14.04.2003).

3. Полученные результаты были использованы при создании новых, не имеющих аналогов, ВТСП элементов, таких как пленочный составной ВТСП магнитный экран, комбинированный сверхпроводниковый ограничитель тока и ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном. Получены патенты на данные элементы («Пленочный составной ВТСП магнитный экран» патент №2224313 от 28.02.2002; «Комбинированный сверхпроводниковыи ограничитель тока», патент № 2204191 от 10.05.2003; «ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном», патент № 2230417 от 07.08.2002).

4. Результаты работ были использованы при проведении проектов № 125-96 (DLR), № Я 0121 (ФЦП «Интеграция»), № Э 02-3.0-21 (Министерство образования РФ).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

1. Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 2000);

2. IV, V, VI Международных семинарах по материаловедению «Steinfurter-Keramik-Seminar, Materialforschung und Anwendung» (Штайнфурт, 2000, 2001, 2002);

3. Ежегодных научных конференциях по итогам научно-исследовательских работ МарГТУ (Йошкар-Ола, 2000-2004);

4. Международной конференции «High-Temperature Superconductors and Novel Inorganic Materials Engineering. MSU-HTSC VII» (Москва, 2004);

5. V Международной конференции «Электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2004).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Она изложена на 141 странице машинописного текста и включает в себя 61 рисунок, 3 таблицы и список литературы из 184 источников.

 
Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

4.2.4. Выводы

Эксперименты с токоограничителем на основе экрана из тонких колец показали следующее.

1. Экран, используемый в токоограничителе, может быть собран из тонких колец. Этот факт важен в связи с тем, что технология изготовления отдельных тонких колец достаточно проста, так как не требует гидростатического прессования. Тонкие кольца могут быть изготовлены обычным осевым двухсторонним прессованием. Кроме того, появляется возможность прессовать кольца больших диаметров (до 1 м и более), что открывает возможность создания токоограничители с большим индуктивным реактансом и большим значением ПОТ.

2. Эксперимент с отбором качественных колец обосновывает возможность создания высокогомогенного составного экрана за счет контроля качества каждого составляющего его элемента с их последующим отбором. Следует отметить, что цельный ВТСП - экран в силу многих технологических причин содержит в своем объеме участки с разными электрофизическими свойствами (неоднороден по своему объему), что отрицательно сказывается на сверхпроводящих свойствах экрана в целом, например, на поле проникновения.

3. Из опыта с раздвижением колец видно, что увеличение расстояния d между кольцами приводит к увеличению ПОТ до тех пор, пока высота составного экрана из раздвинутых колец не сравняется с высотой соленоида. Эксперимент показывает, что увеличение ПОТ в составном экране из колец с d = 3 мм превышает ПОТ составного экрана с d = 0 мм примерно на 45%. Этот факт позволяет осуществлять плавную и технически не сложную регулировку основного параметра токоограничителя — ПОТ, что в случае цельного ВТСП — экрана невозможно.

4. Из рис. 4.59. следует, что ПОТ для первого варианта размещения колец на 10 % меньше, чем ПОТ для второго варианта. Следует также отметить, что составной экран из 18 колец, соответствующий второму варианту размещения колец имеет ВАХ, а также величину ПОТ практически совпадающими с аналогичными показатели для ВАХ с экраном из 20 равномерно распределённых колец.

Это свидетельствует о том, что для каждого конкретного соленоида с сердечником, используемым в данной конструкции ТОУ, существует оптимальное расположение колец с переменным шагом.

Кроме того, использование меньшего количества колец при правильном их расположении позволяет экономить дорогостоящий ВТСП материал без ущерба для основного токового параметра ТОУ - ПОТ.

Конструкция экрана из раздвинутых колец имеет еще одно преимущество. Как известно в случае срабатывания ВТСП ТОУ, т.е. при превышении током порогового значения (при мгновенном переходе экрана в нормальное состояние) возникают пондеромоторные, радиально направленные силы, стремящиеся разорвать экран. Используя в качестве прокладок между кольцами металлические, немагнитные материалы или достаточно крепкую пластмассу можно придать им такую форму, чтобы каждое могло быть размещено, в соответствующее ложе. В этом случае межкольцевые прокладки будут осуществлять функцию бандажа, и препятствовать разрушению колец.

4.2.1. Индуктивный токоограничитель с составным пленочным ВТСП — экраном

На основании описанных выше экспериментов был создан и исследован новый ограничитель тока [151]. В качестве экрана, в таком устройстве, был использован пленочный составной ВТСП экран (раздел 4.1.2.). Было установлено, что замена объемного ВТСП магнитного экрана на составной пленочный приводит к увеличению порога отключения (ПОТ) примерно на

45 %. При этом возможна плавная и технически не сложная регулировка основного параметра токоограничителя - ПОТ, что в случае цельного ВТСП экрана невозможно.

4.3. ВТСП толстопленочные элементы схем

После открытия высокотемпературных сверхпроводников возникла проблема создания пленочных элементов для SQUID-техникй, чувствительность которой пропорциональна линейным размерам антенны. Современные технологии получения тонких ВТСП пленок позволяют создавать плоские SQUID-элементы с линейными размерами около 1 см. Однако для SQU1D-техники необходимы не только плоские но и объемные элементы и как можно больших размеров.

В работе была разработана простая методика получения толстопленочного трёхмерного рисунка с разрешением 0,5 мм [52, 148], на основании которой получены различные схемы (рис. 4.61), обладающие транспортной сверхпроводимостью и высокими критическими параметрами.

Рис. 4.61. ВТСП толстопленочные покрытия на поликристаллических подложках из MgO.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнены исследования основных физико-химических процессов, протекающих в ходе формирования ВТСП покрытия, как в его объеме, так и на границе раздела пленка-подложка. Проведены эксперименты по установлению влияния технологических параметров получения ВТСП покрытия на протекание данных процессов. Были изучены процессы, проходящие во время формирования подложек для ВТСП материалов, в том числе на основе металло-керамических составов.

Основными научными результатами диссертационной работы являются следующие.

1. Установлено, что в процессе формирования ВТСП пленка приобретает неоднородность состава и свойств по толщине. Поверхностный слой (до 10 мкм) имеет максимальную плотность и плотность критического тока. Плотность критического тока убывает с увеличением расстояния от поверхности пленки, а удельное сопротивление материала возрастает. Высокая плотность критического тока в приповерхностном слое, очевидно, связана с влиянием диффузии кислорода атмосферы при термообработке покрытия. Снижение критических параметров с уменьшением расстояния до подложки можно объяснить диффузией материала подложки в покрытие.

2. Выявлено, что в приповерхностном слое подложки на стадии вжигания пленки происходит втягивание ее жидкой фазы в капилляры, вызывающее изменение химического состава получаемого покрытия, вплоть до подавления сверхпроводимости в пленке. Для повышения качества получаемого покрытия необходимо уплотнение поверхности, ликвидация открытых пор на поверхности подложки механической затиркой, либо нанесением буферных слоев.

3. Установлено, что в процессе обжига металлокерамической подложки MgO происходит перераспределение металлической фазы в ней вследствие капиллярных и гравитационных сил.

4. Для подложек с малой исходной концентрацией (менее 20 масс. %) оксида серебра, характерно образование приповерхностной, обедненной серебром, зоны. Вероятно удаление серебра на поверхность из открытых пор. При концентрации металлической фазы более 40 % в металлокерамической подложке MgO+Ag в процессе термообработки металлическая фаза (Ag) удаляется из подложки.

5. Разработана методика изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий, позволяющая предотвратить капиллярное втягивание материала покрытия.

6. Разработаны методики изготовления металлокерамических подложек на основе MgO-Ag для ВТСП покрытий, позволяющие получать подложки с заданной поверхностной концентрацией серебра.

На основании исследований разработаны и испытаны прогрессивные конструкции и технологии изготовления некоторых изделий прикладного характера из толстоплёночных ВТСП, имеющие заметные преимущества по сравнению с существующими - пленочный составной ВТСП магнитный экран, комбинированный сверхпроводниковый ограничитель тока, ВТСП- ограничитель тока с дискретным экраном.

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата технических наук, Иванов, Валерий Васильевич, Йошкар-Ола

1.Adachi Н., Ichikawa Yo, Setsune К. et al. Preparation and properties of superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-0 thin films // Jap. J .Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 4.- P. L643-L645.

2. Aida Т., Tsukamoto A., Imagawa K. et al. Thin film growth of YBa2Cu3Oj.x by ECR oxygen plasma assisted reactive evaporation // Jap. J. Appl. Phys. — 1989. -V. 28. -№ 4. P. L635-L638.

3. Asano H., Asahi M., Michikami O. Epitaxy and orientation of Еи\Ва2СщО-?.у films grown in situ by magnetron sputtering // Jap. J. Appl. Phys. — 1989. V. 28.- № 6. P. L981-L983.

4. Balestrino G., Di Leo R., Marinelli M. et al. Zero resistivity at 81 К in BSCCO films grown from liquid KCl solutions // Physica C. 1989. - V. 162-164. -P. 115-116.

5. Bansal N.P., Simons R.N. High Tc screen printed УВа2Сщ07.х films: effect of the substrate material // Appl. Phys. Lett. 1988. - V. 53. -№ 7. - P. 603-605.

6. Barboivc P., Griesmar P., Ribot F., Mazerolles L. Homogeneity-related problems in solution derived powders // J. Solid. State Chem. 1995. - V. 117. -P. 343-350.

7. Bauerle D. Laser induced formation and surface processing of high temperature superconductors // Appl. Phys. 1989. - V. A48. - P. 527-542.

8. Bednorz J.G., Muller K.A. Possibility of high-temperature superconductivity in the system Ba-La-Cu-O. Z. Phys. B: Condensed Matter. 1986. - V. 64. - P. 189193.

9. Berkley D.D., Johnson B.R., Anand N. et al. // Int. Conf. Materials and Mechanisms of Superconductivity High-Temperature Superconductors (M-S). Stanford: CA.- 1989.-Rep. ЗА-14.

10. Berry A.D., Gaskill O.K., Holm R.T. et al. Formation of high Tc superconducting films by organometallic chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. — 1988.-V. 52.-№20.-P. 1743-1745.

11. Bhargava A., Yamashita Т., Mackinnon I.D.R. Manufacture of specific BSCCO powder compositions by co-precipitation // Physica C. 1995. - V. 247. -P. 385-392.

12. BockJ., Preisler E. Preparation of single phase 2212 bismuth strontium calcium cuprate by melt processing // Solid State Commum. 1989. - V. 72. — № 5. — P. 463-458.

13. Bock J., Preisler E., Elschmer S. BSCCO 2212 melt processed bulk materials with enhanced critical current densities and low resistance contacts // MSU-HTSC II. Moscow. Russia. 1991. - P. 224-236.

14. Brody H.D., Haggerty J.S., Cima M.J., et al. Highly textured and single crystal Bi2Sr2CaCu20x prepared by laser heated float zone crystallization // J. Cryst. Growth. 1989. - V. 96. - № 2. - P. 225-233.

15. Buev A., Ivanov V., Munser N., Jaszczuk W., Altenburg H., Plewa J. Neuar-tige MgO-Ag Kompositwerkstoffe als Substratmaterial Шг HTSL. 4 Steinfiirter Ke-ramik- Seminar, 6-9 Dezember 2000. S. 28-29.

16. Buhl D., Land Т., Gaucker L. J. Critical current density of Bi-2212 thick films processed by partial melting // Supercond. Sci. Technol. 1997 - №10 -P 32^40.

17. Bullock D.C., Gorman G., Salem J. et al Structural properties of high Tc epitaxial УхВа2СщОх thin films // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 643-644.

18. Cave J. R. et al. Testing and Modelling of Inductive Superconducting Fault Current Limiters // IEEE Trans. Appl. Supercond. 1997. - V. 7. -№ 2. - P. 832.

19. Chen C.H., Chen H.S., Liou S.H. Microstructure of epitaxial УЪВа2СщО-,.хsuperconducting films grown by a new liquid gas solidification technique // Appl. Phys. Lett. 1988. -V. 53. -№ 23. - P. 2339-2341.

20. Chen C.H., Hong M, Werder D.J. et al. Superlattice modulation and epitaxy of Т12Ва2Са2СщО\о thin films grown on MgO and SrTiO3 substrates // Appl. Phys. Lett.-1989.-V. 54.-№ 16.-P. 1579-1581.

21. Chu C.T., Dunn B. Fabrication of УВа2Сщ01.х superconducting coatings by electrophoretic deposition // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 55. - № 5. - P. 492494.

22. Chu J.J., Liu R.S., Huang Y.T., Wu P.T. II Int. Conf. Materials and Mechanisms of Superconductivity High-Temperature Superconductors (M-S). Stanford: CA.- 1989.-Rep. 1A-74.

23. Cima M.J., Jiang X.P., Chow H.M., et al. Influence of growth parameters on the microstructure of directionally solidified Bi2Sr2CaCu2Oy II J. Mater Res. -1990. V. 5. -№ 9. - P. 1834-1849.

24. Deneffe К., Beyne E., Roggen J., Borghs G. II Int. Conf. Materials and Mechanisms of Superconductivity High-Temperature Superconductors (M-S). Stanford: CA. 1989. - Rep. 3A-27.

25. Deshmukh S., Rothe E. W., Reck G.P. et al. ArF laser induced emission from high Tc superconducting 123. thin films deposited by ArF laser ablation // Super. Sci. Technol. 1989. - V. 1.-№ 6. - P. 319-323.

26. Diez J.C., Angurel L.A., Miao H., Fernandez J.M., De-la Fuente G.F. Processing of textured BSCCO superconductors by laser-induced directional solidification // Supercond. Sci. Technol. 1998. - V. 11. - P. 101.

27. Dou S.X., Liu H.K. Дд-sheathed Bi{Pb)SrCaCuO superconducting tapes // Supercond. Sci. Technol. 1993. - V. 6. - P. 297-314.

28. Ece M., Vook R. W. YBa1Cu?,01^ thin films prepared by flash evaporation // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. - № 26. - P. 2722-2724.

29. Egawa K., Umemura Т., Kinouchi S., Wakata M., Utsinomiya S. Microstructure and superconducting properties of Bi-Sr-Ca-Cu-O system prepared by a melt process // Jpn. J. Appl. Phys. 1991. - V. 30. - № 7a. - P. L1160-L1162.

30. Elschner S., Bock J., Bestgen H. Influence of granularity on the critical current density in melt-cast processed Bi2Sr2CaCu20g+x // Supecond. Sci. Technol. -. 1993.-V. 6.-P. 413-420.

31. Eryu O., Murakami K., Takita K. et al. Y-Ba-Cu oxide films formed with pulsed laser induced fragments // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 4. -P. L628-L631.

32. Faley M.L., Gershenson M.E., Nevalskaya Y.E. II Abstracts of Europ. Conf. High-rc Thin Films, Poland, Sept. 1998. - Rep. C-13.

33. Feenstra R., Boatner L.A., Budai J.D. et al. Epitaxial superconducting thin films of YBa2Cu307.x on KTa03 single crystals // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. -№ 11.-P. 1062-1065.

34. Feenstra R., Boatner L.A., Budai J.D. et al. Transport critical currents in epitaxial YBa2Cu307.x thin films II Physica C. 1989 - V. 162-164. - P. 653-654.

35. Fogarassy E., Fuchs C., Kerherve F. et al. Laser induced forward transfer: a new approach for the deposition of high Tc superconducting thin films // J. Mater. Res. 1989.-V. 4.-№5.-P. 1082-1086.

36. Gaponov S.V., Strikovsy M.D., Bezvinner A.V. et al. II Int. Conf. Materials and Mechanisms of Superconductivity High-Temperature Superconductors (M-S). Stanford: С A. 1989. - Rep. 5A-3.

37. Girault C., Damiani D., Aubreton J., Catherinot A. Influence of oxygen pressure on the characteristics of the KrF laser induced plasma plume created above an YBa2Cu30-.x superconducting target // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. -№20.-P. 2035-2037.

38. Gopalakrishnan J. Chimie Douce approaches to the syntheses of metastable oxide materials // Chem. Mater. 1995. - V. 7. - № 7. - P. 1265-1275.

39. Goto Т., Aoki T. Zone melting of suspension spun Bi2Sr2CaCu2Ox filament // Physica C. 1990. - V. 170. - P. 427-430.

40. Gupta A., Koren G., Baseman R.J. et al. II Int. Conf. Materials and Mechanisms of Superconductivity High-Temperature Superconductors (M-S). Stanford: CA.- 1989.-Rep. 1A-64.

41. Hatou Т., Takai Y., Hayakawa H. Experimental analysis of superconducting propeties of YBa2Cu30-iJAg proximity interfaces // Jap. J. Appl. Phys. 1988. -V. 27.-№4.-P. L617-L618.

42. Hatta S., Ichikawa Yo., Adachi H., Wasa K. Magnetic aftereffects in high Tc superconducting films // Jap. J. Appl. Phys. 1989. - V. 28. - № 3. - P. L422-L423.

43. Hein M., Mahner E., Muller G. et al. Electrophoretic deposition of highly textured YBa2Cu307.x thick films // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 111-112.

44. Hellstrom E.E. Phase relations and alignment in bismuth-based high-rc wires // JOM. 1992. - P. 48-53.

45. High Y.E., Feng Y, Sung Y.S., Hellstrom E.E., Larbalestier D.C. A study of the competitive reactions occurring during the heat treatment of silver-sheathed Biu,PboASnoCa22CuXQOy aerosol spray pyrolysis powder // Physica C. 1994. -V. 220.-P. 81-92.

46. Holesinger T.G., Miller D.G., Viswanathan H.K. et al. Directional isothermal growth of high textured Bi2Sr2CaCu20&+x II Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 63. - № 7. - P. 982-984.

47. Hsu H.M., Yee I., Deluca J., et al. Dense Bi-Ca-Sr-Cu-O superconducting films, prepared by spray pirolys // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. - № 10. — P. 957-959.

48. Heeb В., Gauckler L.J., Heinrich H., Kostorz G. Microstructure and properties of melt-processed Bi-2212 (Bi2Sr2CaCu2Og+x ) // J. Electron. Mat. 1993. -V. 22.-№ 10.-P. 1279-1283.

49. Ivanov V.V., Buev A.R., Igumnov V.N., Altenburg H., PlewaJ. Litographisch hergestellte 3D- Proben: BSCCO- Dickschichten auf MgO- Substraten, 5. Steinfur-ter Keramik- Seminar, 28 Nov.-Ol Dec. 2001, S. 13

50. Jobs В., Thompson D., Lanno N.J. et ah Preparation of high Tc Tl-Ba-Ca-Cu-O thin films by pulsed laser evaporation and Tl203 vapor processing // Appl. Phys. Lett.- 1989.-V. 54.-№ 18.-P. 1810-1811.

51. Kado H. et ah Performance of a High-Tc Superconducting Fault Current Limiter. Desing of a 6.6 kV Magnetic Shielding Type Superconducting Fault Current Limiter // IEEE Trans. Appl. Supercond. 1997. - V. 7. - № 2. - P. 993.

52. Kao C.H., TangH. K, Shiue Y.S., Sheen S.R., Wu M.K., Tsuei C.C., Chi C.C., Shaw D.T. A study of Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O/Ag tape prepared by the jelly-roll process // Supercond. Sci. Technol. 1994. - V. 7. - P. 470-472.

53. Karthikeyan J., Sreekumar K.P., Venkatramani N. et ah Effect of process parameters on the properties of plasma sprayed superconducting ¥Ва2СщО-.к coatings // Appl. Phys. 1989. - V. A48. - № 5. - P. 489-492.

54. Kingon A.L., Auciello O., Ameen M.S., Rou S.H. УВа2СщО7.d films deposited by a novel beam sputtering technique // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 55. -№3.-P. 301-303.

55. Kolinsky P. V., May P., Harrison M.R. et ah Substrate temperature dependence of thin films of Bi-Sr-Ca-Cu-O deposited by the laser ablation method // Super. Sci. Technol. 1989.-V. l.-№ 6.-P. 333-335.

56. Komatsu Т., Imai K., Sato R. et ah Preparation of high-Tc Bi-Ca-Sr-Cu-O superconducting ceramics by the melt quenching method // Jpn. J. Appl. Phys. -1988. V. 27. - № 4. - P. L533-L535.

57. Komatsu Т., Imai К., Sato R., et al. Effects of annealing conditions on superconductivity of BiCaSrCujOx ceramics prepared by the melt quenching method // Jpn. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. -№ 10. - P. L1839-L1842.

58. Kumar M., Gupta A., Tomar V. et al. II Abstracts of Europ. Conf. High-!TC Thin Films, Poland, Sept. 1998. - Rep. C-18.

59. Kwo J., Hong M., Trevor D.J. et al. In situ growth of YBajCu^O^ films by molecular beam epitaxy with an activated oxygen source // Physica C. 1989. -V. 162-164.-P. 623-624.

60. Langlet M., Senet E., Deschanvres J.L. et al. A new route for the deposition of YBa1Cu301.K thin films // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 137-138.

61. Lee S.T., Chen S., Hung L.S., Braunstein G. Microstructure of epitaxially oriented superconducting УВа2Сщ07.х films grown on 100. MgO by metalorganic decomposition // Appl .Phys. Lett. 1989. - V. 55. - № 3. - P. 286-288.

62. Leung E. et al. Design & development of a 15 kV, 20 kA HTS fault current limiter // IEEE Transaction on Applied Superconductivity. March 2000. - V. 10. -№ l.-P. 832-835.

63. Lo W., Glowacki B.A. A study of the formation processes of the 2212 phase in the Z?z-based superconductor systems // Physica C. 1992. - V. 193. — P. 253263.

64. Lynds L., Weinberger B.R., Potrepka D.M. et al. High temperature superconducting thin films: the physics of pulsed laser ablation // Physica C. — 1989. -V. 159. -№ 1-2.-P. 61-69.

65. Majewski P. Phase diagram studies in the system Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O-Ag II Supercond. Sci. Technol. 1997. - V. 10. - P. 453-467.

66. Mankiewich P.M., Scofield J.H., Skocpol W.J. et al. Reproducible technique for fabrication of thin films of high transition temperature superconductors // Appl.

67. Phys. Lett. 1987. - V. 51. - № 21. - P. 1753-1755.

68. Mantese J., Catalan A., Mance A. et al. Selective laser pyrolysis of metalor-ganics as a method of forming patterned thin film superconductors // Appl. Phys. Lett. 1989.-V. 53.-№ 14.-P. 1335-1337.

69. Masurek P., Jalochowski M, Subotowicz M. et al. II Abstracts of Europ. Conf. High-rc Thin Films, Poland, Sept. 1998. - Rep. C-14.

70. McGuire T.R., Gupta A., Koren G., Laibowitz R.B. Magnetic study of superconductivity in YBa2Cu30-,.x thin films // Physica C. 1989. - V. 162-164. -P. 131-132.

71. Metlin Yu.G., Tretyakov Yu.D. Chemical routes for preparation of oxide high-temperature superconducting powders and precursors for superconductive ceramics, coatings and composites // J. Mater. Chem. 1994. - V. 4. — № 11. — P. 1659-1665.

72. Minamikawa Т., Yonezawa Y., Otsubo S. et al. Preparation of УВа2Сщ0^.х superconducting films by laser evaporation and rapid laser annealing // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 4. - P. L619-L921.

73. Miura S., Yoshitake Т., Satoh T. et al. Structure and superconducting properties of УВа2Сщ07.х films prepared by transversely excited atmospheric pressure C02 pulsed laser evaporation // Appl. Phys. Lett. 1988. - V. 52. - № 12. -P. 1008-1010.

74. Miura 71, Terashima Y, Sagoi M., Kubo K. Low temperature preparation of As sputtered superconducting Y-Ba-Cu-O thin films by magnetron sputtering // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. -№ 7. p. L1260-L1261.

75. Mizuno K, Miyachi M., Setsune K, Wasa K. Low temperature deposition of Y-Ba-Cu-O films on a CaF2/GaAs substrate // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. -№4.-P. 383-385.

76. Mochiku Т., Капке Y., Wen Z. et al. Effect of substrate temperature on the crystalline state of Ва2ЕгСщ07.х superconducting thin films by rf magnetron sputtering // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 9. - P. L679-L682.

77. Nakamori Т., Abe H., Kanamori Т., Shibata S. Superconducting Y-Ba-Cu-Ooxide films by OMCVD // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 7. - P. L1265-L1267.

78. Nakayama Y, Ochimizu H., Maeda A. et al. In situ growth of Bi-Sr-Sr-Ca-Cu-O thin films by molecular beam epitaxy technique with pure ozone // Jap. J. Appl. Phys. 1989. - V. 28. -№ 7. - P. L1217-L1219.

79. Nakayama Y., Ochimizu H., Maeda A. et al. Molecular beam epitaxy growth of Bi-Sr-Ca-Cu-O thin films // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 711-712.

80. Narayan J., Bianno N., Singh R. et al. Formation of thin superconducting films by the laser processing method // Appl. Phys. Lett. 1987. - V. 51. - № 22. -P. 1845-1847.

81. Nastasi M., Arendt P.N., Tesme J.R. et al. Fabrication of oxide superconductors from multilayered metallic thin films // J. Mater. Res. 1987. - V. 2. - № 6. — P. 726-731.

82. Nasu H., Makida S., Ibara Y. et al. Preparation of BiSrCaCu2Ox films with Tc> 77 К by pyrolysis of organic acid salts // Jap. J. Appl. Phys. 1988. — V. 27. — № 4. - P L536-L537.

83. Neumuller H.W., Ries G. Pinning model derived from resistive measurements on melt processed Bi2Sr2CaCu20% II Physica C. 1989. -V. 160. - P. 471479.

84. Nishimori Y., Minomo S., Taniguchi M. et al Preparation of As grown Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O thin films by electron cyclotron resonance microwave plasma sputtering // Jap. J. Appl. Phys. 1989. - V. 28. - № 7. - P. L1220-L1222.

85. Nobumasa H., Shimizu K., Kitano Y, Kawai T. Formation of a 100 К superconducting Bi-(Pb)-Sr-Ca-Cu-0 film by a spray pyrolysis // Jap. J. Appl. Phys. — 1988. V. 27. -№ 9. - P. L1669-L1671.

86. Norling P., Niskanen K., Svedlindh P. et al. Magnetic measurements on coevaporated YBa2Cu307.x thin films II Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 107108.

87. Oda S., Zama H., Ohtsuka T. et al. Epitaxial growth of Y-Ba-Cu-O films on sapphire at 500°C by metallorganic chemical vapor deposition // Jap. J. Appl.

88. Phys. 1989. - V. 28. - № 3. - P. L427-L429.

89. Ohkubo M., Hioki Т. УВа2СщОх superconducting thin film formation studied by Rutherford backscattering spectroscopy for the multilayer deposition method // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. -№ 4. - P. L613-L616.

90. Ohlsen H., Hudner J., Stolt L. УВа2СщОч.х thin films on sapphire substrates // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 621-622.

91. Osofsky M.S., Lubitz P., Harsord M. et al. Thin film high Tc superconductors prepared by a simple flash evaporation technique // Appl. Phys. Lett. 1988. — V. 53.-№ 17.-P. 1663-1664.

92. Otsubo S., Minamikawa Т., Yohezawa Y. et al. Preparation of Ba-Y-Cu-O superconducting films by laser ablation with and without laser irradiation on growing surface // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. -№ 12. - P. L2442-L2444.

93. Pandey H.C., Jain Y.K., Bhatnagar S.K. et al. Direct laser beam writing on Y-Ba-Cu-O film for superconducting microelectronic devices // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. -№ 8. - P. L1517-L1520.

94. Paul W. et al. Fault Current Limiter Based on High Temperature Superconductors // Applied Superconductivity. 1995. - № 148. - V. 1. - P. 73.

95. Poppe U., Schubert J., Arons R. et al. Direct production of crystalline superconducting thin films of УВа2Сщ01 by high pressure oxygen sputtering // Solid

96. State Commun. 1988. - V. 66. - № 6. - P. 661-665.

97. Ram P., Gupta A., Khokle W.S., Pachauri J.P., Rao S.U.M. High temperature superconduction in bismuth cuprate film // Supercond. Sc. Technol. 1989. -V. l.-№6.-P. 340-342.

98. Rao C.N.R., Nagarajan R., Vijayaraghavan R. Synthesis of cuprate superconductors // Supercond. Sci. Technol. 1993. - V. 6. - P. 1-22.

99. Ruiz M. Т., do la Fuente G.F., Badia A., Blanco J., Castro M., Sotelo A., Sar-reaA., Lera F., Rillo C., Navarro R. Solution-based synthesis routes to (Bi\. xPbx)2Sr2CaCu2Ol(^5 // J. Mater. Res. 1993. - V. 8. - № 6. - P. 1268-1276.

100. Sagoi M, Terashima Y., Kubo K. et al. Structural features and superconducting properties of As grown Y-Ba-Cu-O films // Jap. J. Appl. Phys. 1989. - V. 28. -№ 3. - P. L444-L447.

101. Schlom D., Eckstein J., Hellman E. et al. II Ibid. 1988. - V. 53. - № 17. -P. 1660-1662.

102. Scholch H.P., Fickenscher P., Redel T. et al. Production of YBa2Cu30-.x superconducting thin films by pulsed pseudospark electron beam evaropation // Appl. Phys. 1989. - V. A48. - P. 397-400.

103. Selinder T.I., Larsson G., Helmersson U. et al. Target presputtering effects on stoichiometry and deposition rate of Y-Ba-Cu-O thin films grown by DC magnetron sputtering // Appl. Phys Lett. 1988. - V. 52. - № 22. - P. 1907-1909.

104. Setsune К. II Abstracts of Europ. Conf. High-rc Thin Films, Poland, Sept. -1998.-Rep. 1-24.

105. Shi IV., Sun J., Liu L., Qi Zh. Preparation of Y-Ba-Cu-O films by DC magnetron sputtering // Supercond. Sc. Techn. 1989. - V. 1. - P. 312-315.

106. Shibata S., Kitagawa Т., Okazaki H., Kimura T. Preparation of superconducting Bi-Ca-Sr-Cu-O printed thick films using a coprecipitation of oxalates // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 4. - P. L646-L648.

107. Shinoohara K., Munakata F., Yamanaka M. Preparation of Y-Ba-Cu-O superconducting thin film by chemical vapor deposition // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 9. - P. L683-L685.

108. Skumryev V., Puzniak R., Karpe N., et al. Physical properties of BiCaSrCu2Ox superconductor obtained by rapid quenching from the melt // Physica C. 1988. -V. 152. - P. 315-320.

109. Soltis R.E., Shinozaki S., Donlon W.T. et al. Properties of Bi-Sr-Ca-Cu-O films prepared by RF triode sputtering // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 649-650.

110. Soylu В., Adamopoulos N., Clegg W.J., Glowacka D.M., Evetts J.E. Composite reaction texturing of 5/-based 2212 compound // IEEE Trans. Appl. Supercond. 1993.-V. 3.-№ l.-P 1133-1135.

111. Sun Y.K., Lee W.Y. Preparation of high purity 110 К phase in the Bi{Pb)-Sr-Ca-Cu-O superconductor using the modified citrate process // Physica C. — 1993. — V. 212.-P. 37-42.

112. Sutchell J.S., Humphreys R.G., Chew N.G. et al. High magnetic field critical currents in thin films of YBa2Cu307 II Nature. 1988. - V. 334. - № 6180 -P. 331-333.

113. Sviridov A.P., Sobol E.N., Zherikhin A.N., Bagratashvili V.N. II Abstracts of Europ. Conf. High-Гс Thin Films, Poland, Sept. 1998. - Rep. C-6.

114. Takano S., Hayashi N., Okuda S., Hitotsuyanagi H. Y\Ba2Cu307.d thin films grown by RF magnetron sputtering // Physica C. 1989. - V. 162-164. - P. 15351536.

115. Takeya H., Takei H. Preparation of the high Bi-Sr-Ca-Cu-O films on MgO substrates by the liquid phase epitaxial LPE. method // Jap. J. Appl. Phys. 1989. - V. 28. - № 2. - P. L229-L232.

116. Tanaka S., Itozaki H. Crystallinity and morphology of superconducting thin films prepared by sputtering // Jap. J. Appl. Phys. 1989. - V. 28(3). - P. L441-L443.

117. Terada N., Ihara H., Jo M. et al. Sputter synthesis of Ba2YCu3Oy As deposited superconducting thin films from stoichiometric target. A mechanism of compositional deviation and its control // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 4. P. L639-L642.

118. Tretyakov Yu.D., Oleinikov N.N., Shlyakhtin O.A. Cryochemical Technology of Advanced Material London, 1997. - 143 p.

119. Umemura Т., Egawa K., Kinouchi S., Utsinomiya S., Nqjiri N. Synthesis and superconducting properties of BSCCO including precipitates with high density. // Phase Trans. 1993. - V. 42. - P. 47-51.

120. Umemura Т., Nozaki A., Egawa K. Critical current density and flux creep in melt-processed Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O superconductors // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. -V. 31. - № 9A. - P. 2698-2703.

121. Wang X.K., Sheng K.C., Lee S. et al. Orientated thin films of YBaCufFJO t with high Tc and Jc prepared by electron beam multilayer evaporation // Appl.

122. Phys. Lett.-1989.-V. 54. -№ 16.-P 1573-1575.

123. Watanabe K., Yamane H., Kurosawa H. et al. Critical currents at 77,3 К under magnetic fields up to 27 T for an Y-Ba-Cu-O film prepared by chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. -№ 6. - P. 575-577.

124. Webb C., Weng S.-L, Eckstein J. et al. Growth of high Tc superconducting thin films using molecular beam epitaxy techniques // Appl. Phys. Lett. 1987. -V. 51. - № 15. - P. 1191-1193.

125. Witanachchi S., Kwok H.S., Wang X.W., Shaw D.T. Deposition of superconducting Y-Ba-Cu-O films at 400°C without post-annealing // Appl. Phys. Lett. -1988. V. 53. -№ 3. - P. 234-236.

126. Yamane H., Kurosawa H., Iwasaki H. et al. Tc of c-axis oriented Y-Ba-Cu-O films prepared by CVD // Jap. J. Appl. Phys. 1988. - V. 27. - № 7. - P. LI275-L1276.

127. Yamane H., Masumoto H., Hirai T. et al. Y-Ba-Cu-O superconducting films prepared on SrTi03 substrates by chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett. -1988. V. 53. -№ 16. - P. 1548-1550.

128. Yeh J.-J., Hong M., Felder R.J. In situ formation of УВа2СщОх thin films by physical sputtering// Appl. Phys. Lett. 1989. - V. 54. -№ 12. - P. 1163-1165.

129. Zhang K., Kwak B.S., Boyd E.P. et al. C-axis oriented УВа2СщО-;.х superconducting films by metalorganic chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett.1989. V. 54. -№ 4. - P. 380-382.

130. Алфеев B.H., Антонов С.И., Рябушкин А.А., Юрков А.Н. II I Всесоюзн. семинар «Сверхматрица». — М. — 1989. — С. 72.

131. Алфеев В.Н., Колесник В.В., Митин B.C. и др. II I Всесоюзн. семинар «Сверхматрица». М. - 1989. - С. 175.

132. Башкиров Ю.А. и др. Токоограничивающий реактор. А.С. 1823067 (СССР), 1989.

133. Бобьлев КБ., Зюзева Н.А., Любимов М.Г. Получение литых сверхпроводящих изделий из расплавов системы Bi(Pb)-Ca-Sr-Cu-0 IIСФХТ. 1994. -Т. 7.-№2.-С. 359-364.

134. Бойков Ю.А., Волков М.П., Данилов В.А. и др. IIII Всесоюзная конф. по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 256-257.

135. Будников П. П., Гинстлинг А. М. Реакции в смесях твердых веществ.-М.: Изд. Лит. По стр- ву 1971- 488 с.

136. Буев А.Р., Иванов В.В., Игумнов В.Н. Формирование металлокерамиче-ских подложек на основе Ag-MgO для ВТСП покрытий // Проектирование и технология электронных средств. № 4, 2003.

137. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В. Пленочный составной ВТСП магнитный экран. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2224313 от 28.02.2002, БИ № 5, 20.02.2004.

138. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В. Соленоид максимального магнитного поля. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2216805 от 20.11.2003.

139. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В. Способ изготовления керамической подложки для ВТСП покрытий. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение № 2199505 от 27.02.2003. БИ № 6, 2003.

140. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В. Способ изготовления подложки для толсто пленочной ВТСП схемы. Решение от 01.03.2005 о выдаче патента на изобретение по заявке №2003135900/09(038636) от 10.12.2003.

141. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В. Способ формирования трехмерной толстопленочной схемы. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение № 2254695 от 18.09.2003.

142. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В., Мамаев Н.А. Сверхпроводящие покрытия на алюмооксидной керамике. Труды научной конференции по итогам научно исследовательских работ МарГТУ. С. 99-104, депонировано в ВИНИТИ 29.12.2000. № 3332-1300.

143. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Лоскутов А.В., Иванов В.В. ВТСП- ограничи- ■ тель тока с дискретным экраном. Патент Российского агентства по патентам и товарным знакам РФ на изобретение №2230417 от 07.08.2002.

144. Буев А.Р., Игумнов В.Н., Иванов В.В., Скулкин Н.М. Способ бесконтактного измерения индуктивности высокотемпературного сверхпроводникового кольца. Решение от 04.08.2005 о выдаче патента на изобретение по заявке №2004122746/28(024469) от 23.07.2004.

145. Буккелъ В. Сверхпроводимость М.: Издательство «Мир», 1975

146. Везвиннер А.В., Калягин М.А., Косыев В.Я. и др. И II Всесоюзная конф.по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 252-253.

147. Головашкин А.И. Методы получения пленок и покрытий из высокотемпературных сверхпроводников // Журн. Всесоюзн. хим. общ. 1989. -Т. XXXIV. - № 4. - С. 481-492.

148. Головашкин А.И., Екимов Е.В., Красносеободцев С.И., Печень Е.В. Монокристаллические пленки высокотемпературных сверхпроводников с пе-ровскитной структурой // Письма в ЖЭТФ. 1988. - Т. 47. - № 3. - С. 157159.

149. Грабой И.Э., Кауль А.Р., Метлин Ю.Г. Химия и технология высокотемпературных сверхпроводников // Итоги науки и техники, сер. Химия твердого те-ла.-М.: ВИНИТИ, 1989.-т.6.-142с.

150. Грабой И.Э., Метлин Ю.Г., Кауль А.Р. // Итоги науки и техники. ХТТ. — 1988.-Т. 6. (ВИНИТИ).

151. Ермолов С.Н., Знаменский А.Г., Марченко В.Н., Розенфланц В.Ж. // II Всесоюзная конф. по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 279-280.

152. Жуков А. А., Мощалков В. В. Критическая плотность тока в высокотемпературных сверхпроводниках // Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 1991, т. 4, №5 С. 850-887.

153. Игумнов В.Н., Буев А.Р., Иванов В.В., Altenburg Н. Структура и свойства MgO-подложек для ВТСП покрытий. Труды научной конференции Мар-ГТУ. С. 84-89, депонировано в ВИНИТИ 21.03.2002. № 515-В2002.

154. Игумнов В.Н., Буев А.Р., Косое А.А., Савиных И.В., Иванов В.В., Altenburg Н. Зернистая структура ВТСП материалов. Труды научной конференции МарГТУ. С. 36-41, депонировано в ВИНИТИ 21.03.2002. №515-В2002.

155. Каряев Е.В., Мошняга В.Т., Хорошун И.В. и др. II II Всесоюзная конф. по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 302.

156. Каулъ А.Р. Химические методы получения пленок и покрытий ВТСП // Журн. Всесоюзн. хим. общ. 1989. - Т. XXXIV. - № 4. - С. 492-503.

157. Керметы / Под ред. Д. Танклпо М.: Изд. иностр. лит., 1962. - 308 с.

158. Котелянский ИМ., Кравченко В.Б., Лузанов В.А., Соболев А.Т. IIII Всесоюзная конф. по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 267-268.

159. Красилъников В.Н., Базуев Г.В. Влияние органического связующего на формирование толстых пленок УВагСщО^ II СФХТ 1992. - Т. 5. - № 3. -С. 510-513.

160. Лаппо И. С. и др. Технология и свойства магнитных экранов //Получение, свойства и анализ высокотемпературных сверхпроводящих материалов и изделий Екатеринбург: УрОАНСССР. 1991 - С. 94- 97

161. Ли С., Олейников Н.Н. Обзоры по высокотемпературной сверхпроводимости. 1992. - вып. 3(7). - С. 76.

162. Ли С.Р., Олейников Н.Н., Гудилин Е.А. Проблемы и перспективы развития методов получения ВТСП материалов из расплавов // Неорг. Матер. — 1993. Т. 29. - № 1.-С. 3-17.

163. Лихарев К.К, Черноплеков Н.А. Перспективы практического применения высокотемпературной сверхпроводимости // ЖВХО. 1989. - Т. XXXIV. - № 4. - С. 446-451.

164. Лобода С.А., Пушкарев Л.И., Сулакшин С.С., Хасанов О.Л. II II Всесоюзная конф. по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 262-263.

165. Мозгалев КВ., Неклепаев Б.Н., Шунтов А.В. О стабилизации уровней токов короткого замыкания в сетях 1 ЮкВ и выше // Электрические станции № 12, 2001.

166. Можаев А.П., Першин В.К, Шабатин В.П. Методы синтеза высокотемпературных сверхпроводников // ЖВХО. 1989. - Т. 34. - № 1. - С. 504508.

167. Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. Пер. с японского. -М.: «Энергия», 1976.

168. Рывкина Г.Г., Рябин В.А, Маруни М.С., Набережнева Е.П., Вострецо-ea А.В., Нечаев А.Е. Влияние органического связующего на процессы формирования толстых ВТСП- пленок YBCOIIСФХТ, 1993, С. 2126-2131

169. Рывкина Г.Г., Рябин В.А., Ходос М.Я. Структура, свойства и синтез высокотемпературных сверхпроводников. Свердловск: Изд. УрО РАН. - 1991. -С. 155.

170. Технология материалов в приборостроении.-М. Машиностроение, 1969.442 с.

171. Точицкий Э.И., Белявский Н.М., Мазуренок О.Г., Асланов П.П. II II Всесоюзная конф. по ВТСП. Киев. 1989. - Т. 2. - С. 299.

172. Третьяков Ю.Д., Олейников Н.Н., Можаев А.П. Основы криохимиче-ской технологии. М.: Высшая школа, 1987. - 143 с.

173. Харитонов Е. В. Диэлектрические материалы с неоднородной структурой М. Радио и связь, 1983. - 128 с.

174. Шмидт В. В. Введение в физику сверхпроводимости. М.: 1982