ИСТИНА

Одной из приоритетных задач современного материаловедения является развитие технологии высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) проводов второго поколения (протяженные сверхпроводники), которые представляют собой сложные эпитаксиальные гетероструктуры на длинномерных металлических подложках (лентах) из никелевых сплавов, включающие в себя совокупность буферных слоев толщиной от десятков до сотни нанометров и слой ВТСП. Для решения задачи синтеза функциональных слоев, входящих в такую гетероструктуру, можно использовать метод химического осаждения из растворов металл-органических прекурсоров. Он заключается в получении раствора, содержащего металлические компоненты будущего оксидного материала в необходимой стехиометрии, нанесении на подложку пленки прекурсора с последующим превращением ее в функциональный слой. Однако, несмотря на достигнутые успехи, задача воспроизводимого и контролируемого получения эпитаксиальных буферных слоев, обладающих высоким кристаллическим совершенством, до сих пор не решена [1, 2]. Во многом это связано с тем, что в методе химического осаждения из раствора пока нет детального понимания процессов, контролирующих образование и превращение промежуточных прекурсорных пленок в конечные эпитаксиальные пленки буферных слоев. В данной работе изучали процессы, протекающие на каждой стадии превращения раствора прекурсора в пленку. В качестве объектов выбраны сложные оксиды со структурой пирохлора La2Zr2O7 и La2Hf2O7, которые не только зарекомендовали себя как эффективные буферные слои [3, 4], но и вполне подходят для осаждения таким способом. В качестве прекурсоров пленок этих оксидов выбрали растворы на основе пропионатов и ацетилацетонатов лантана, циркония и гафния в предположении о существовании в них гетерометаллических полиядерных комплексов. Рабочие растворы готовили взаимодействием оксида (или ацетилацетоната) лантана и ацетилацетонатов циркония или гафния с пропионовой кислотой. Методами масс-спектрометрии электроспрей и лазерной десорбции-ионизации показана возможность образования гетероядерных комплексов в полученных растворах и осажденных из них пленках-предшественницах сложных оксидов. Для оценки эффекта ассоциации полиядерных комплексов в растворах изучена зависимость вязкости от температуры и времени. Растворы при упаривании на воздухе стеклуются с образованием ровных поверхностей. Методом термогравиметрии определены области температур основной потери массы и полного перехода веществ в оксиды. Это использовано при выборе параметров получения пленок сложных оксидов. Качество полученных оксидных пленок (La2Zr2O7 и La2Hf2O7) было охарактеризовано рядом физико-химических методов анализа. Для оценки толщин применялись разновидность растровой электронной микроскопии (Cross section) и СтратаГем – определение толщины по данным рентгеноспектрального микроанализа. С помощью методов рентгеновской дифракции (РФА, φ-сканирование, кривые качания) и дифракции обратноотраженных электронов оценены фазовый состав пленок, степень их текстурирования и разориентации кристаллитов. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №12-03-00754 1.Rikel M.O., Ehrenberg J., Mahachi S. et.al. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2011.V. 21. P. 2928-2932. 2. Kunert J., Backer M., Brunkahl O., et.al. // Supercond. Sci. Technol. 2011. V. 24. art. N085018. 3. Токонесущие ленты второго поколения на основе высокотемпературных сверхпроводников. Под ред. Гояла А. Перевод. с англ. под ред. Кауля А.Р. / М.: ЛКИ. 2009. 397с. 4. Shi D.Q., Kim J.H., Zhu M.Y., Dou S.X. // Physica C. 2007. P. 460–462.