Способ изготовления сверхпроводящей пленки со структурой а15

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 801295468 1 Ь 39/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ичесГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(56) Патент США В 3674553,кл. 427/062, опублик. 04.07.72,Авторское свидетельство СССРВ 344546, кл. Н 01 Ь 39/12, 16.12,70Нашшопй К.Н. Е 1 есггоп Веаш Ечарогагоп БупгЬеяз оЕ А 15 Бцрегсопйцсг 1 п 8 Сошроцпйя Ассошр 1 зЬшепгз апйРгояресг.з, " 1 ЕЕЕ Тгапз оц Иа 8 пегдсз1975, 711, У 2, р. 20-207.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ ПЛЕНКИ СО СТРУКТУРОЙ А 15. (57) Изобретение относится к области , сверхпроводимости, в частности к изготовлению пленочных токонесущих элементов. Целью изобретения является улучшение токонесущей способности пленочного сверхпроводника. Поставленная цель достигается выбором соотношения компонентов сплава, Благодаря этому пленка корденсируется в жидком состоянии. Затем увеличивают температуру подложки до превышения упругости. пара легкоплавкой компоненты 1,0.10 Па. При этом избыток этой составляющей сплава испаряется, 1295468Изобретениеотносится к области сверхпроводимости, в частности к изготовлению пленочных токонесущих элементов для линий электропередачи и обмоток сверхпроводящих магнитов и 5 криоэлектронных интегральных схем,Целью изобретения является улучшение токонесущей способности сверх- проводника.Пленку изготовляют следующим образом.Пленку, состоящую из двух элементов, образующих сверхпроводник типа АзВ со структурой А 15 (например ИЬ Бн, Ч Са и др), наносят на подложку из изолирующего материала (сапфир, кварц,окисленный кремний) или металла с испарением компонентов в вакууме или плазменным распылением (катодное, магнетронное) мишени, составленной20 иэ обоих компонентов, в таком соотношении, что состав слоя по диаграмме состояний близок к однофазной области А 15, но находится в области со единения с избытком легкоплавкой компоненты, не эатвердевающей при температуре его нанесения. Поскольку слой не кристаллизуется, то отсутствует для роста зерен прибавлением кристаллографическнх плоскостей с определенным, наиболее выгодным, набором индексов. По достижении требуемой толщины температуру подложки повышают до уровня, при котором упру-гость паров более легкоплавкой компо 35 ненты (Бп, Са или др) становится достаточной для заметного ее испарения ( ) 1 10 Па) и может Формироваться3соединение А В. При небольшой продол С жительности испарения состав сдвига-, ется к стехиометрическому в соответствии с формулой А В, и слой кристаллизуется с образованием структуры А 15. Причем кристаллизация происходчт по всему объему пленки беэ определенной направленности, поэтому не наблюдается преимущественной ориентации зерен, а размер зерна оказывается меньшим в сравнении со случаем прямой кристаллизации иэ параВ результате саморегулирования состава, близкого к стехиометрическому и однородного по объему, образующийся слой имеет высокую критическую температуру, узкий температурный диапазон перехода к сверхпроводимости ( 60,1 1 и большую плотность критического тока с меньшей зависимостью от магнитного поля из-эа более высокой концентрации центров пиннинга, Согласно изобретению могут быть изготовлены также пленки трехкомпонентных соединений (ИЬ-А 1.-Се, ИЬ-Се-Са, Ч-Се-Са и др.), кристаллизующиеся в виде решетки А 15, с аналогичным улучшением свойств. Поскольку двух- или трехкомопнентные соединения А В в за 3 висимости от входящих в них компонентов имеют свои фазовые диаграммы, то конкретные составы пленок и температуры двух стадий способа различаются по численным значениям, отражая принципиально общие фазовые превращения.П р и м е р. Изготовляют пленку ИЬзБп. Слой наносят магнетронным рас. пылением мишени, представляющей собой диск иэ ниобия, в котором в радиально размещенных углублениях вплавлено олово, так что соотношение ИЬ/Бп по площади в области распыления составляет 2,2-2,5. С учетом коэффициентов распыления (для ниобия 0;55; для олова 1,2) на подложке осаждают слой с атомным составом ИЬ/Бп =1-1,15, что соответствует соединению ИЬ Бп с избытком олова в 2-5 ат,Х.б 5По диаграмме состояний ИЬ-Бп жидкая Фаза .существует при атомном содержании олова более 453 и температуре более 845 С. Таким образом, на подложке, нагретой до 850 С, растет некристаллизованный слой до требуемой толщины с постоянным соотношением компонентов. Осаждение прекращают и температуру подложки увеличивают до 900 Спри этом парциальное давление олова достигает величины 1,3 ф-3ф 10 ПаОтжиг в течение 1 ч приводит к изменению соотношения ИЬ/Бп в пленке, а по достижении стехиометрического состава ИЬ Бп пленка кристаллизуется, после чего испарение олова заметно ослабляется.формула изобретенияСпособ изготовления сверхпроводящей пленки со структурой А 15, заключающийся в вакуумном испарении компонентов и конденсации их на подложку, нагретую до температуры кристаллизации фазы А 15, о т л и ч а ю щ и йс я.тем, что,.с целью улучшения токо- несущей способности сверхпроводящей пленки, соотношение компонентов при1295468 Составитель А. СеребряковТехред В. Кадар Корректор В, Бутяга Редактор И. Николайчук Заказ 624/59 Тираж 699ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3конденсации такова, что пленку кон-.денсируют в жидком состоянии, послечего температуру подложки поднимают пока упругость пара более легкоплавкой составляющей не превь 1 сит 1,0"10 Па.