Структура та властивості кисневмісних плівок диборида магнію (MgB$_{2}$)

Т. О. Прихна$^{1}$, А. П. Шаповалов$^{1}$, А. В. Шатерник$^{1}$, М. Ейстерер$^{2}$, В. Є. Шатерник$^{3}$, В. В. Ковиляєв$^{4}$

$^{1}$Інститут надтвердих матеріалів імені В.М. Бакуля НАН України, вул. Автозаводська, 2, 04074 Київ, Україна
$^{2}$Атомінститут, Віденський технічний університет, Stadionallee, 2, 1020 Відень, Австрія
$^{3}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{4}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна

Отримано: 15.12.2014; остаточний варіант - 12.02.2015. Завантажити: PDF

У роботі наведено результати дослідження структури, фазового складу, рельєфу та надпровідних характеристик кисневмісних тонких плівок дибориду магнію (MgB$_{2}$), осаджених на діелектричне підложжя шляхом магнетронного розпорошення диборид-магнійових мішеней. Показано можливість формування в ході осадження та відпалу плівок різного ступеня кристалічної досконалости та фазового складу залежно від умов осадження та відпалу. В плівках можлива реалізація різних комбінацій центрів пінінґу Абрикосових вихорів (в місцях флуктуацій критичної температури надпровідного переходу ($\Delta Т_с$-тип) та в місцях флуктуацій довжини вільного пробігу ($\Delta l$-тип)), на появу та густину котрих впливають умови синтези плівок. Показано, що осаджені плівки складаються з надпровідної матриці, яка являє собою твердий розчин кисню в ґратниці дибориду магнію типу MgB$_{x}$О$_{у}$; при цьому густина надпровідного критичного струму плівок може сягати значень $1,8 \cdot 10^{11}—8,2 \cdot 10^{10}$ А/м$^{2}$ при 10 К і $8 \cdot 10^{10}—2,8 \cdot 10^{10}$ А/м$^{2}$ при 20 К в полях 0—1 Тл (при орієнтації зовнішнього магнетного поля перпендикулярно площині підложжя).

Ключові слова: надпровідність, пінінг, густина критичного струму, оже-спектроскопія, тонка плівка, диборид магнію.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i03/0327.html

PACS: 73.40.Ns, 74.25.Op, 74.25.Wx, 74.62.Bf, 74.70.Ad, 74.78.Na, 85.25.Am


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. P. Jung, A. Ustinov, and S. Anlage, Supercond. Sci. Technol., 27, Iss. 7: 073001 (2014). Crossref
  2. X. X. Xi, Reports on Progress in Physics, 71, Iss. 11: 116501 (2008). Crossref
  3. M. Naito and K. Ueda, Supercond. Sci. Technol., 17, Iss. 7: R1 (2004). Crossref
  4. H. Shimakage, M. Tatsumi, and Z. Wang, Supercond. Sci. Technol., 21, Iss. 9: 095009 (2008). Crossref
  5. M. Zemlicka, P. Neilinger, M. Trgala, M. Gregor, T. Plecenik, P. Durina, and M. Grajcar, Appl. Surf. Sci., 312: 231 (2014). Crossref
  6. M. Susner, M. Sumption, A. Takase, and E. Collings, Supercond. Sci. Technol., 27, Iss. 7: 075009 (2014). Crossref
  7. H. Shibata, T. Maruyama, T. Akazaki, H. Takesue, T. Honjo, and Y. Tokura, Physica C, 468, Iss. 15–20: 1992 (2008). Crossref
  8. S. Fabretti, P. Thomas, M. Meinert, I.-M. Imort, and A. Thomas, J. Superconduc. Novel Magnetism, 26, Iss. 5: 1879 (2013). Crossref
  9. A. Saito, H. Shimakage, A. Kawakami, Z. Wang, K. Kuroda, H. Abe, M. Naito, W. Moon, K. Kaneko, M. Mukaida, and S. Ohshima, Physica C, 412–414, Iss. 2: 1366 (2004). Crossref
  10. Y. Zhang, Z. Lin, Q. Dai, D. Li, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Wang, and Q. Feng, Supercond. Sci. Technol., 24, Iss. 1: 015013 (2011). Crossref
  11. X. H. Zeng, A. V. Pogrebnyakov, M. H. Zhu, J. E. Jones, X. X. Xi, S. Y. Xu, E. Wertz, Qi Li, J. M. Redwing, J. Lettieri, V. Vaithyanathan, D. G. Schlom, Zi-Kui Liu, O. Trithaveesak, and J. Schubert, Appl. Phys. Lett., 82: 2097 (2003). Crossref
  12. W. K. Seong, W. N. Kang, S. J. Oh, J. K. Jung, C. J. Kim, and J. Joo, Physica C, 470, Iss. 20: 1465 (2010). Crossref
  13. W. Dai, V. Ferrando, A. V. Pogrebnyakov, R. H. T. Wilke, Ke Chen, X. Weng, J. Redwing, C. W. Bark, C.-B. Eom, Y. Zhu, P. M. Voyles, D. Rickel, J. B. Betts, C. H. Mielke, A. Gurevich, D. C. Larbalestier, Qi Li, and X. X. Xi, Supercond. Sci. Technol., 24, Iss. 12: 125014 (2011). Crossref
  14. J. Karpinski, N. Zhigadlo, S. Katrych, R. Puzniak, K. Rogacki, and R. Gonnelli, Physica C, 456, Iss. 1–2: 3 (2007). Crossref
  15. T. Prikhna, M. Eisterer, A. Gencer, H. W. Weber, W. Gawalek, M. Akdogan, V. Kovylaev, V. Moshchil, A. Kozyrev, M. Karpets, V. Sverdun, V. Tkach, T. Basyuk, and A. Shaternik, J. Supercond. Novel Magnetism, 27: 9 (2014). Crossref
  16. Y. Zhao, Y. S. Wu, C. Kong, D. Wexler, M. Vos, M. R. Went, and S. X. Dou, Supercond. Sci. Technol., 20, Iss. 11: 467 (2007). Crossref
  17. X. Z. Liao, A. C. Serquis, Y. T. Zhu, J. Y. Huang, L. Civale, D. E. Peterson, F. M. Mueller, and H. Xu, J. Appl. Phys., 93, Iss. 10: 6208 (2003). Crossref
  18. T. Prikhna, M. Eisterer, W. Gawalek, A. G. Mamalis, A. Kozyrev, V. Kovylaev, E. Hristoforou, H. W. Weber, J. Noudem, W. Goldacker, V. Moshchil, X. Chaud, V. Sokolovsky, A. Shaternik, J. Dellith, C. Schmidt, T. Habisreuther, D. Litzkendorf, S. Dub, A. Borimskiy, N. Sergienko, V. Sverdun, and E. Prisyazhnaya, Mater. Sci. Forum, 792: 21 (2014). Crossref
  19. Z. Liu, D. Schlom, Q. Li, and X. Xi, Appl. Phys. Lett., 78: 3678 (2003). Crossref
  20. G. Blatter, M. V. Feigel’man, V. B. Geshkenbein, A. I. Larkin, and V. M. Vinokur, Rev. Mod. Phys., 66, 1125: (1994). Crossref
  21. S. Ghorbani, X. Wang, S. Dou, L. Sung-Ik, and M. Hossain, Phys. Rev. B, 78, Iss. 18: 184502 (2008). Crossref
  22. T. Higuchi and S. Yoo, Phys. Rev. B, 59, Iss. 2: 1514 (1999). Crossref
  23. R. Griessen, Wen Hai-hu, A. van Dalen, B. Dam, J. Rector, Y. Schnack, S. Libbrecht, E. Osquiguil, and Y. Bruynseraede, Phys. Rev. Lett., 72: 1910 (1994). Crossref
  24. V. A. Gasparov, M. P. Kulakov, N. S. Sidorov, I. I. Zver’kova, V. B. Filipov, A. B. Lyashenko, and Yu. B. Paderno, JETP Lett., 80, Iss. 5 : 376 (2004).