بخشی از مقاله
چکیده
لایههاي نازك - YBa2Cu3O7 - Y123 و Y3Ba5Cu8O18 - Y358 - به روش لایهگذاري با لیزر پالسی لایهنشانی شدهاند. . پراش اشعهي X ، نشانمیدهد که هر دو لایه در راستاي محور c رشد کردهاند. آنالیز مقاومت بر حسب دما نشان میدهد که پهناي گذار ابررسانایی براي لایه Y358 و Y123 به ترتیب حدود 0/6 و 1/6 کلوین است. آنالیز وابستگی دمایی پذیرفتاري مغناطیسی متناوب لایهها نزدیک به دماي گذار، با استفاده از مدل حالت بحرانی بین، نشان میدهد که چگالی جریان بحرانی بین دانهاي در لایههاي Y358 بیش از دو برابر چگالی جریان بحرانی بین دانهاي در لایههاي Y123 است. بنابراین نیروي میخکوبی شار در لایههاي Y358 قويتر است. اتصالات ضعیف در هر دو نمونه مستقل از استوکیومتري، از نوع ابررسانا-هنجار-ابررسانا است.
مقدمه:
پودرها تحت فشار به قرصهایی بامیلیمتراندازه 25 تبدیل میشوند و سپس فرآیند کلوخه سازي براي هر دو قرص در دماي 930 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت در حضور اکسیژن انجام میشود. نمونه ها تا دماي 550 درجه سانتیگراد در حضور اکسیژن سرد میشوند و در این دما به مدت 10 ساعت باقی میمانند. براي تهیه لایه نازك Y123 و Y358، از یک لیزر پالسی - lambda physic, LPX 305i - با طول موج 248 - KrF نانومتر - همراه با محفظه خلا - Neocera - استفاده شده است. زیرلایه، تک بلور LaAlO3 است. زیرلایه با چسب نقره بر روي گرمکن نصب میشود و گرمکن روبروي ماده هدفآن و در فاصله 6 سانتیمتري قرار میگیرد.
براي لایه نشانی از انرژيبر لیزر 180 میلی ژول پالس، فرکانس 5 هرتز، فشار اکسیژن زمینه 400 میلیتور و دماي زیرلایه 760 درجه سانتیگراد استفاده شده است. پس از لایه نشانی، لایهها در حضور اکسیژن با فشار 760 تور تا دمايدرجه500 سانتیگراد، در مدت زمان 30 دقیقه سرد میشوند و در دماي 500 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه بازپخت میشوند و در نهایت تا دماي اتاق در حضور اکسیژن سرد میشوند. آنالیز ساختاري نمونهها به وسیله پراش اشعه X و در محدوده زاویه 10 تا 60 درجه و با دستگاه Philips CuKα انجام میشود. اندازهگیري مقاومت بر حسب دماي نمونههاي کپه ازو لایه نازك با استفاده یک یخچال مدار بسته هلیوم و به روش چهارمیلهاي اندازهگیري میشود. نفوذپذیري مغناطیسی با استفاده از - lake shore AC - susceptometer model 7000 انجام میشود.
نتایج و بحث: شکل - 1 - طرح پراش اشعه ایکس دو کپهنمونه Y123 و Y358 را نشان میدهد. بیشتر قلههاي Y358 و Y123 مشابه هستند. تنها تفاوت در قلههاي کوچکی در طیف پراش مربوط به نمونه Y358 دیده میشود که با * مشخص شدهاند و مربوط به فازهاي ناخالصی است.[1] قله اصلی در زاویه حدود 33 درجه قرار دارد که این قله براي Y123 دوقلهاي و براي فاز Y358 تک قله اي است. قله حدود زاویه 47 درجه هم در ترکیب Y123دو قلهاي است و در ترکیب Y358 تک قله اي است. در نتیجه در ترکیب Y123 ساختار اورتومیک تشکیل شده است اما ترکیب Y358 به نظر میرسد کمبود اکسیژن داشته است و ساختار اورتورومبیک به طور کامل در آن تشکیل نشده است.
همانطور که در شکل دیده میشود گذار نمونه Y358 دو پلهاي است. دماي گذار اولیه دو نمونه یکسان است و برابر با 91/2 کلوین است دماي گذار نمونه Y358 برابر با دماي گذاري است که عمولا م ً براي ترکیب Y123 گزارش میشود. بنابراین علی رغم تغییر در استوکیومتري نمونه دماي گذار تغییري نکرده است. اما پهناي گذار Y358، 4 درجه کلوین بیشتر است که این میتواند به دلیل دو فازي بودن نمونه و ناکافی بودن اکسیژن باشد.
همانطور که مشاهده میشود با افزایش میدان مغناطیسی قله مربوط به بخشاست موهومی به سمت دماهاي پایینتر منتقل میشود که میزان انتقال براي نمونه Y358 اندکی بیشتر است. همچنین اثر میدان بر روي قسمت بین دانهاي در مولفه حقیقی براياستنمونه Y358 بیشتر . با استفاده از ماده هدف Y123، لایه نازك Y123T و با شرایط لایهنشانی مشابه و با استفاده از ماده هدف Y358، لایه Y358T ساخته شده است تا دو لایه با هم مقایسه شوند. شکل - 6 - طرح پراش اشعه ایکس دو نمونه Y123T وY358T را نشان میدهد.
همانطور که در شکل دیده میشود هر دو نمونه رشد جهتمند در راستاي محور c دارند و هیچگونه فاز ناخالصی و یا رشد در جهت محور a وجود ندارد. ضخامت نمونههاي Y123Tو Y358T با ایجاد پله تیز بر روي نمونه با روش فوتولیتوگرافی مرطوب و با استفاده از روش پروفایلومتري اندازهگیري شده است که ضخامت دو نمونه استحدود 980±10 نانومتر . رفتار مقاومت بر حسب دماي نمونه Y358T در شکل - 7 - نشان داده شده است.
همانطور که در شکل دیده میشود دماي گذار اولیه 92/77 کلوین و دماي گذار نهایی 92/17 کلوین را نشان میدهد. شکل :6 طرح پراش اشعه ایکس دو نمونه Y123T - منحنی بالایی - و Y358T - منحنی پایینی - پهناي استگذار نمونه تنها 0/6 کلوین . این نتیجه بسیار خوشایندي است که بتوان لایه ابررسانا با پهناي گذار کمتر از یک کلوین تهیه کرد زیرا در کاربردهاي ابررسانایی پهناي گذار کوچک هم ارز حساسیت بالا بوده و بسیار مطلوب استمنحنی.شکل - 8 - مقاومت بر حسب دماي نمونه Y123T را نشان میدهد.
