Studium vlivu depozičních parametrů na vlastnosti tenkých vrstev vysokoteplotních supravodičů připravených metodou IJD

Abstract

V této práci jsme se zaměřili na přípravu a charakterizaci tenkých vrstev vysokoteplotních supravodičů YBCO pomocí metody IJD. V rámci výzkumu jsme připravili celkem 11 vzorků ve dvou sériích, lišících se použitým materiálem substrátu: MgO a SrTiO$_3$. Jednotlivé vzorky v rámci série se lišily teplotou substrátu během depozice. Ta se pohybovala mezi 480~°C a 530~°C pro MgO sérii a mezi 495~°C a 515~°C pro SrTiO$_3$ sérii. Analýza tloušťky vrstev odhalila silnou závislost rychlosti růstu vrstvy na depozičním tlaku. Tloušťka připravených vrstev se pohybovala mezi 600~nm a 1400~nm. Kvalitativní fázová analýza odhalila přítomnost fází YBa$_4$Cu$_3$O$_9$ a Y$_2$BaCuO$_5$ a po přežíhání vzorků byla u všech vzorků nalezena také supravodivá fáze YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$. Měření elektrických vlastností potvrdilo supravodivý charakter vybraných vzorků s kritickou teplotou v rozmezí od 70~K a 85~K.

This master thesis was focused on the preparation and characterization of thin-films of YBCO High-temperature superconductors using IJD method. During the research we prepared 11 samples in two series which differed in substrate material: MgO and SrTiO$_3$. Individual samples in each series differed in substrate temperature during deposition which ranged between 480~°C and 530~°C for MgO series and between 495~°C and 515~°C for SrTiO$_3$ series respectively. Analysis of the thickness of the samples shown significant dependence of the layer grow speed on deposition pressure. The thickness of prepared samples was between 600~nm and 1400~nm. Qualitative phase analysis revealed presence of YBa$_4$Cu$_3$O$_9$ and Y$_2$BaCuO$_5$ phases. After annealing superconducting phase YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ was present in all the samples. Measurement of the electrical conductivity confirmed superconducting properties in selected samples with critical temperature between 70~K and 85~K.