• 제목/요약/키워드: the YBCO thin films

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$CeO_2$ 완충층의 두께가 $Al_2O_3$ 기판 위에 성장된 $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ 박막의 초전도 특성에 미치는 영향 (Effect of $CeO_2$ buffer layer thickness on superconducting properties of $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ films grown on $Al_2O_3$ substrates)

  • 임해용;김인선;김동호;박용기;박종철
    • 센서학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.195-201
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    • 1999
  • $Al_2O_3$ (알루미나 및 R-면 사파이어)기판 위에 c-축 $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) 박막을 펄스레이저 증착법을 이용하여 성장하였다. 완충층으로 사용하기 위해 $Al_2O_3$ 기판 위에 증착한 $CeO_2$ 박막의 결정성은 기판온도에 많은 영향을 받았다. $CeO_2$ 박막은 $800^{\circ}C$의 기판온도에서 $\alpha$-축방향으로 잘 성장하였으며, $CeO_2$ 완충층의 두께에 따라 YBCO/$CeO_2/Al_2O_3$ 박막의 초전도 특성은 큰 변화를 나타내었다. 알루미나 기판 위에서 $CeO_2$ 완충층의 두께는 약 $1200\;{\AA}$이하, 사파이어 기판의 경우 $100{\sim}1000\;{\AA}$ 범위에서 YBCO 박막은 양호한 초전도 특성을 나타내었으나, 그 보다 두껍게 성장시킬 경우 초전도 특성이 급격하게 나빠졌다. 알루미나 기판 위에 성장된 YBCO 박막의 임계온도는 83 K였으며, R-면 사파이어 기판 위에 성장된 YBCO 박막의 임계온도는 ${\geq}89.5\;K$였고, 임계전류밀도는 77K에서 $3{\times}10^6\;A/cm^2$로 나타났다.

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$CeO_2$/$BaTiO_3$이중완충막을 이용한 YBCO 박막 제작 (Fabrication of YBCO Superconducting Film with $CeO_2$/$BaTiO_3$Double Buffer Layer)

  • 김성민;이상렬
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.959-962
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    • 2000
  • We have fabricated good quality superconducting YBa$_2$Cu$_3$$O_{7-x}$(YBCO) thin films on Hastelloy(Ni-Cr-Mo alloys) metallic substrates with CeO$_2$and BaTiO$_3$buffer layers in-situ by pulsed laser deposition in a multi-target processing chamber. YBCO film with CeO$_2$single buffer layer shows T$_{c}$ of 71.64 K and the grain size less than 0.1${\mu}{\textrm}{m}$. When BaTiO$_3$ is used as a single buffer layer, the grain size of YBCO is observed to be larger than that of YBCO/CeO$_2$by 200 times and the transition temperature of the film is enhanced to be about 84 K. CeO$_2$/BaTiO$_3$double buffer layer has been adopted to enhance the superconducting properties, which results in the enhancement of the critical temperature and the critical current density to be about 85 K and 8.4$\times$10$^4$ A/$\textrm{cm}^2$ at 77 K, respectively mainly due to the enlargement of the grain size of YBCO film.ilm.

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마이크로파 공진기를 이용한 YBCO 박막 두께의 비파괴적 측정: 캘리브레이션 박막 두께의 불확도의 역할 (Non-invasive Measurements of the Thickness of YBCO Thin Films by Using Microwave Resonators: Roles of the Uncertainty in the Calibration Film Thickness)

  • 김명수;정호상;양우일;이상영
    • Progress in Superconductivity
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    • 제14권1호
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    • pp.45-51
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    • 2012
  • 마이크로파 측정법으로 ~40 GHz의 공진주파수를 지닌 공진기를 이용하여 비파괴적으로 YBCO 초전도체 박막의 두께를 측정할 경우 calibration용 YBCO 박막의 두께의 불확도가 마이크로파로 측정된 두께의 불확도에 미치는 영향을 70 - 360 nm 두께를 지닌 5 개의 YBCO 박막에 대해 연구하였다. Calibration용 박막으로는 약 150 nm의 두께를 지닌 박막이 사용되었는데, 이 박막의 두께의 불확도는 박막 표면의 거칠기를 고려하여 결정하였다. 본 연구 결과, calibration용 박막의 불확도가 마이크로파로 측정된 박막의 두께에 상당한 영향을 준다는 것을 확인하였으며, ~ 40 GHz에서 연구에 사용된 모든 박막에 대해 측정 두께가 5% 이내의 상대 불확도를 지니기 위해서는 calibration용 박막의 두께의 상대 표준불확도가 2.7% 이내의 값을 가져야 함을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 마이크로파를 이용하여 박막의 두께를 측정할 경우 측정 두께의 상대 불확도의 목표치를 구현하기 위해서는 표면 거칠기로 인한 두께의 불확도가 일정 값 이하인 박막 만이 calibration용 박막으로 사용될 수 있음을 보여준다.

질산염 전구체 원료로 분무 열분해 방법에 의한 YBCO 박막 증착 (Deposition of YBCO Thin Film by Aerosol Assisted Spray Pyrolysis Method using Nitrate Precursors)

  • 김병주;홍석관;김재근;이종범;이희균;홍계원
    • Progress in Superconductivity
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    • 제12권1호
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    • pp.68-73
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    • 2010
  • Y123 films have been deposited on $LaAlO_3$ (100) single-crystal and IBAD substrates by spray pyrolysis method using nitrate precursors. Ultrasonic atomization was adopted to decrease the droplet size, spraying angle and its moving velocity toward substrate for introducing the preheating tube furnace in appropriate location. A small preheating tube furnace was installed between spraying nozzle and substrate for fast drying and enhanced decomposition of precursors. C-axis oriented films were obtained on both LAO and IBAD substrates at deposition temperature of around $710{\sim}750^{\circ}C$ and working pressures of 10~15 torr. Thick c-axis epitaxial film with the thickness of $0.3{\sim}0.6\;{\mu}m$ was obtained on LAO single-crystal by 10 min deposition. But the XRD results of the film deposited on IBAD template at same deposition condition showed that the buffer layers of the IBAD metal substrate was affected by long residence of metal substrate at high temperature for YBCO deposition.

Raman scattering spectroscopy as a characterization method of coated conductors

  • Um, Y.M.;Jo, W.
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.24-27
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    • 2007
  • The purpose of this work is to develop, integrate, and implement an optical characterization method to evaluate physical properties in coated conductors and investigate the local distribution of the causes of degraded performance. The method that we selected at this moment is Raman scattering spectroscopy, which is accompanied with measurements of local supercurrent transport, phase composition, microstructure, and epitaxy quality for coated conductors that range in size up to multi-meter-length tapes and that embrace the entire tape embodiment (substrate through cap layer). The establishment of Raman spectroscopy as an on-line process monitoring tool is our eventual goal of research, but it requires very robust and cost-effective equipments. We analyzed $YBa_2Cu_3O_7(YBCO)$ thin films grown at various substrate temperatures by using Raman spectroscopy. YBCO films were grown by a high-rate electron-beam co-evaporation method. Raman spectra of YBCO films with lower-transport properties exhibit additional phonon modes at ${\sim}300cm^{-1}$, ${\sim}600cm^{-1}$ and ${\sim}630cm^{-1}$, which are related to second-phases such as $Ba_2Cu_3O_{5.9}$ and $BaCuO_2$. We propose a new method to characterize Raman spectra of coated conductors for an in-line quality control.