ИСТИНА

В последние годы ВТСП-ленты второго поколения находят все более широкое применение в устройствах, подразумевающих их функционирование во внешних магнитных полях величиной от единиц до десятков Тл, в несколько раз снижающих их критические токи. Также нередко ВТСП работают при температурах, промежуточных между температурами кипения азота и гелия для повышения критического тока. В связи с этим особое внимание уделяется мерам по улучшению устойчивости критического тока по отношению к внешнему магнитному полю, в том числе, при пониженных относительно азотной температурах. Для этого широко применяются различные включения несверхпроводящих фаз, служащие местами закрепления (пиннинга) вихрей Абрикосова, дрейф которых лимитирует критический ток. Данная работа посвящена синтезу тонких пленок нанокомпозитов, состоящих из матрицы GdBa2Cu3O7 и наноразмерных включений перовскитов BaZrO3 и BaSnO3. Синтез осуществлялся методом импульсного лазерного осаждения (Pulsed Laser Deposition – PLD). В качестве подложки выступали ленты из никелевого сплава хастеллой С276, покрытые следующей системой буферных слоев: CeO2/LaMnO3/IBAD-MgO/a-Y2O3/a-Al2O3/Hastelloy. Осаждения проводились в режиме непрерывной перемотки лент. Варьируемыми параметрами выступали состав мишени, температура подложки, давление и частота лазерных импульсов (определяющая скорость подачи вещества к подложке). Конечной целью работы является повышение критической плотности тока во внешних магнитных полях по сравнению с нелегированными пленками ВТСП. Введение примесей осуществлялось за счет наличия в распыляемой лазером мишени перовскитной добавки. Исследовались составы, имеющие 6,5-15% мольных процентов BaSnO3, а также состав с 5% мольных BaZrO3. Наличие олова/циркония в получаемых образцах и конгруэнтность его переноса контролировалась методами рентгено-локального микроанализа и масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой. При помощи рентгено-дифракционных методов (РФА, phi- и omega-сканирование) было показано, что биаксиальная текстура ВТСП не нарушается при введении перовскитных добавок, более того, включения перовскита сами обладают биаксиальной текстурой в силу когерентного сращивания с матрицей. Растровая электронная микроскопия не показала влияния добавок на морфологию поверхности получаемых пленок. Измерения критических токов при 77 К осуществлялись 4-контактным методом в полях в полях до 8 Тл, перпендикулярных и параллельных поверхности образцов. Было показано, что добавки снижают критический ток в собственном поле и внешних полях, параллельных поверхности образца, но повышают его в поле 0,5-2,5 Тл, перпендикулярном поверхности образца на величину до 10%. Это наблюдалось для 6,5% BaSnO3 при условии достаточно медленной скорости роста. По-видимому, такое ограничение связано с тем, что при большей скорости роста станнат бария не успевает образовать наноколонны, известные как эффективные центры пиннинга. Для температур 4, 20, 30, 50 и 65 К критический ток в перпендикулярном магнитном поле определялся на основе данных гистерезиса намагниченности. При температурах 4-30 К критический ток увеличивается более чем на 40% в полях 0-5 Тл и более чем на 20% в полях до 9 Тл. По мере повышения температуры эффект повышения критического тока за счет включений проявляется все слабее и имеет место во все более узком интервале полей.