Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Выращивание напряженных тонких ВТСП YBCO пленок методом лазерной абляции 21
1.1. Физические процессы на YBCO мишени при поглощении лазерного импульса 21
1.2. Лазерный факел 26
1.3. Физические процессы роста YBCO пленки на кристаллической подложке 29
1.4. Методика выращивания YBCO пленок с замороженными напряжениями 32
Глава II. Экспериментальные исследования ВТСП YBCO пленок с замороженными напряжениями 37
2.1. Исследования температурных зависимостей плотности критического тока ВТСП YBCO пленок 37
2.2. Исследование магнитных свойств ВТСП YBCO пленок 39
2.3. Экспериментальные исследования сверхпроводящих YBCO пленок с помощью метода эллипсометрии 41
2.3.1. Физический принцип работы эллипсометра 41
2.3.2. Описание работы лазерного эллипсометрического комплекса ЛЭК-9105 43
2.3.3. Оптические свойства YBCO и LAO 46
2.3.4. Методика эксперимента 47
2.3.5. Результаты исследований 48
2.4. Экспериментальные исследования напряженных ВТСП YBCO пленок
методом туннельной микроскопии и спектроскопии 48
2.4.1. История развития туннельной микроскопии 49
2.4.2. Физический принцип работы туннельного микроскопа 50
2.4.3. Описание работы экспериментальной установки СММ-2000Т 52
2.4.4. Характеристики исследуемой поверхности 57
2.4.5. Методика эксперимента 57
2.4.6. Вольтамперные характеристики напряженных пленок 60
2.4.7. Вольтамперные характеристики с характерными максимумами 60
2.4.8 Определение размеров доменов напряжений 63
Глава III. Теоретическая модель напряженного состояния ВТСП YBCO пленок 66
Глава IV. Изготовление СКВИДов на основе ВТСП YBCO пленок с замороженными напряжениями 73
4.1. Типы Джозефсоновских переходов в сверхпроводящих структурах...73
4.2. Процесс создания и дизайн dc-СКВИДа на основе напряженных пленок 77
4.3. Измерение чувствительности СКВИДа на основе пленок с замороженными напряжениями 82
Заключение 85
Литература
- Лазерный факел
- Экспериментальные исследования сверхпроводящих YBCO пленок с помощью метода эллипсометрии
- Характеристики исследуемой поверхности
- Процесс создания и дизайн dc-СКВИДа на основе напряженных пленок
Введение к работе
Проблема напряженных состояний
Актуальность проблемы
Высокотемпературная сверхпроводимость (ВТСП) является одной из преуспевающих отраслей науки. Ее стремительные темпы видны по числу публикуемых статей, роста критической температуры перехода в сверхпроводящие состояние. Создана огромная база по структуре всех известных ВТСП материалов и их свойствах.
Предложено большое количество теоретических моделей для объяснения многих явлений, происходящих в ВТСП структурах, результаты которых очень близко описывают экспериментальные данные.
Однако вопрос о природе сверхпроводимости и многих свойствах сверхпроводников до сих пор остается открытым.
Одним из таких вопросов является проблема напряженных состояний, которая является на сегодняшний день наиболее актуальной, поскольку раскрывает новые возможности и открытие много интересных явлений. Напряженные состояния дают совершено новые направления в физике материалов. Одно из таких явилось создание на основе напряженных ВТСП пленок уникальных сверхчувствительных датчиков СКВИДов - сверхпроводящее квантовое интер-ферометрическое устройство (Superconducting Quantum Interference Device -SQUID).
Состояние проблемы
Теоретические и экспериментальные исследования природы ВТСП далеки до завершения [1-4], тем не менее, за 20 лет успешного изучения ВТСП с помощью самых современных экспериментальных методов накоплен огромный фактический материал и построены теоретические модели для описания уникальных свойств ВТСП. Отметим, что вплоть до настоящего времени отсутствует согласие в выборе механизма спаривания, хотя существование изотопиче-
5 ского эффекта в недопированных и передопированных сверхпроводящих куп-ратах явно указывает на существенную роль фононов в формировании сверхпроводящих свойств ВТСП.
Развитие высокотемпературной сверхпроводимости началось в 1986 г. с открытием швейцарских физиков Беднорца Д. Г. и Мюллера К. А., обнаруживших существование сверхпроводимости при температуре 30 - 35 К [5,6] для соединения La2.xBaxCu04. Причем самым удивительным было то, что материалом с высокотемпературной сверхпроводимостью оказалась керамика, приготовленная из оксидов бария, лантана и меди.
Открытие Беднорца и Мюллера послужило большим импульсом для синтеза принципиально новых сверхпроводников во всем мире [7], уже в марте 1987 г. критическая температура составила 92 К [8] в соединении оксидов бария, иттрия и меди. За достаточно короткий период времени критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние возросла до 196 К [9]. Большую роль играло поиск новых ВТСП материалов именно простым экспериментальным методом, изменяя лишь ионный радиус и степень окисления [10,11]. Повышение критической температуры помогло решить проблему с хладагентом и перейти от дорогостоящего жидкого гелия, который позволяет работ со сверхпроводящими материалами до 60 - 80 К, к жидкому азоту, снизив тем самым расходы до 10000 раз. Этот фактор приводит к удешевлению, а, следовательно, более широкому распространению различных сверхпроводниковых устройств [12].
Однако, несмотря на многообразие новых сверхпроводящих оксидов, общей их чертой является принадлежность к перовскитоподобным соединениям [13] с дефектной структурой по кислороду [14]. Структуры всех известных к настоящему времени ВТСП-оксидов генетически связаны со структурой перов-скита (АВХз). Каркасная структура перовскита при этом становится слоистой: упорядочение кислородных вакансий приводит к образованию слоев (ОЮг).
В структуре перовскита основными структурными элементами являются октаэдр ВХ6 и кубооктаэдры АХп [15-17]. Октаэдры ВХ6, соединенные общими вершинами, образуют бесконечный трехмерный каркас (изотропную структуру), в пустотах которого располагаются атомы А. Для прогнозирования возможности образования соединений со структурой перовскита применяется геометрический критерий устойчивости Гольдшмидта [18]: t = (rA+rx)/[V2(rB + rx)] = l, который определяет допустимые размеры катионов А и В (или расстояний А-Х и В-Х). Следует отметить, что образование перовскитной структуры с идеальной стехиометрией (1:1:3) возможно и в случае заполнения А-, В- и Х-позиций большим числом атомов. В этом случае атомы, входящие в состав соединения (фазы), должны обладать подобной кристаллохимией для размещения их по однотипным позициям.
В случае оксидных перовскитов идеального состава АВОз помимо геометрического условия должно выполняться условие электронейтральности, т. е. суммарный положительный заряд катионов должен быть равен +6 для компенсации отрицательного заряда. Однако для большинства катионов это условие не реализуется, но, тем не менее, образуются аниондефицитные структуры состава АВОз-5- В этом случае образование перовскитной структуры обусловлено возможностью проявления, в первую очередь у катионов В-типа, меньших координационных чисел. Для оксидов со структурой перовскита на основе Си образование аниондефицитных перовскитных структур происходит вследствие большой устойчивости координационных окружений для атомов меди с коор-динационным числом меньше 6 (для Си (d ) характерны тетрагональная пирамида и квадрат; для Cu+ (d10) - гантель; для Cu3+ (d8) - квадрат). В этих структурах эффект Яна-Теллера приводит к большому искажению координационных полиэдров Си (II и III) (растяжение октаэдров СиОб вдоль оси 4-го порядка вплоть до реализации окружения в виде тетрагональной пирамиды или квадрата). Очевидно, что этот эффект для медных перовскитов способствует образованию устойчивых аниондефицитных структур.
7 Множество выполненных к настоящему времени синтезов и наблюдений позволяет указать следующие признаки, присущие веществам и материалам с ВТСЩ13]: структуры фаз являются производными от структуры перовскита; все они являются более или менее сложными оксидными фазами; структуры имеют большое число анионных вакансий, концентрацию которых можно легко варьировать, изменяя условия синтеза; наличие перовскитоподобной слоистой структуры, обязательным их элементом является наличие плоскостей (СиОг) с дефектностью, обусловленной легированием или кислородной нестехиометрией, и склонностью к различного рода упорядочениям и превращениям; наличие меди, обладающей уникальным свойством легко изменять степень окисления, поляризоваться, изменять координационное окружение и вызывать в нем ян-теллеровские искажения, в этих структурах В-позиции заняты только атомами меди.
Любой сверхпроводник состоит 2-4 оксидов.
Можно также назвать следующие свойства медных сверхпроводников, сформулированные Андерсеном [10,19]: медные сверхпроводящие оксиды имеют двухмерную или слоистую структуру; матричные купраты La2Cu04 и УВаСизОб являются мотовскими диэлектриками с антиферромагнитным упорядочением (магнитные моменты соседних ионов компенсируют друг друга); близость сверхпроводящей и диэлектрической фаз в двухмерной системе.
Кроме этого можно добавить следующие особенности [10,20]: исключительно малая длина когерентности; высокая критическая температура Тс сверхпроводящего перехода; J-тип симметрии сверхпроводящего параметра порядка А и слабая чувствительность к рассеянию на немагнитных примесях; особенность фазовой диаграммы: близость антиферромагнитного и сверхпроводящего состояний и существование последнего в ограниченном с обеих сторон интервале концентраций носителей, существование псевдощелевого состояния при Т > Тс в недопированной области; "нарушение" оптического правил сумм; структура "пик-провал-горб" в спектрах фотоэмиссии с угловым разрешением (ARPES) и в туннельных характеристиках; статическая и динамическая структура страйпов и её связь со сверхпроводимостью; особенность в спектрах неупругого рассеяния нейтронов при Т< Тс; отличие концентраций сверхтекучей компоненты от полной концентраций носителей; большое отношение 2А(Т=0)/ТС в области слабого допирования; аномальное температурные и частотные зависимости диагонального и холловского сопротивлений.
Слейт сформулировал [21] в наиболее общем виде физико-химические критерии появления высокотемпературной сверхпроводимости: близость к границе металл-диэлектрик и состояние плохого металла при Т > Тс; наличие металлов со смешанной валентностью в трех различных степенях окисления М1'1, Ы\ Мп+1, причем п может варьироваться от 2 до 5, а состояния М1'1 и Мп+1 должны быть диамагнитными; для соединений на основе переходных металлов сверхпроводимость может иметь место, когда cf-орбитали почти полностью заняты электронами или почти полностью вакантны; для соединений, не содержащих переходных металлов, сверхпроводимость может иметь место при частично заполненной s-зоне; степень ковалентности связи должна быть высокой; в дополнение к катионам, обеспечивающим уровни проводимости, желательно присутствие катионов с сильными основными свойствами типа Ва +; сверхпроводящее состояние должно быть термодинамически нестабильным.
Для объяснения механизма спаривания электронов предложено множество моделей, которые включают образование биполяронов, электрон-электронные взаимодействия и др. [3,22,23]. Единственная попытка теоретически оценить предельное значение Тс для оксидных медьсодержащих сверхпроводников была создана Годдардом [24], предложившими так называемую маг-нонную модель, в соответствии с которой переход в сверхпроводящие состояние обусловлен тем, что некоторые атомы кислорода в плоскостях Си-О, теряя электроны, становятся магнитными и заставляют ориентироваться соответствующим образом магнитные моменты расположенных по соседству с ними атомов меди. Существует также суждения [3,23] по поводу того, что сверхпроводящее состояние обуславливается за счет совместного влияния притягивающего электрон-фононное взаимодействия и кулоновского отталкивания.
Как уже отмечалось проводимость в ВТСП обеспечивается слоями (СиО)х. Любые попытки замещения в сверхпроводящих оксидах меди на другие металлы приводят к снижению Тс [8] или вообще к потере сверхпроводимости [25]. С полной уверенностью пока можно говорить лишь об отмечаемой часто тенденции к возрастанию Тс при увеличении числа слоев (СиОг)» в одном "блоке" структуры.
Огромное значение для высокотемпературных сверхпроводников является методика приготовления ВТСП материала, поскольку сверхпроводящая керамика - поликристаллический материал, получаемый, как правило (но не всегда) спеканием порошкообразных прессовок - широко применяется для решения научных и прикладных задач. Получение керамики, максимально использующей все преимущества сверхпроводящего состояния, порождает ряд проблем, связанных с гранулярным характером сверхпроводников и анизотропией электрических и магнитных свойств. Сложный характер и невысокая в отсутствии расплавов скорость фазовых превращений смеси исходных реагентов в сверхпроводящий продукт означает, что при использовании традиционного керамического метода синтеза сверхпроводников избежать в них присутствия хотя бы следов примесных фаз практически не представляется возможным. Боль-
10 шое внимание уделяется развитию некерамических методов получения сверхпроводящих оксидов, основанных на процессах соосаждения из растворов нитратов, ацетатов или хлоридов в виде нерастворимых оксалатов, карбонатов или гидроксидов (в этом случае возникает проблема неконгруэнтности и различий в кинетике осаждения); упаривания растворителя из водного раствора или расплава солей в собственной кристаллизационной воде (что приводит к образованию крупнокристаллических малоактивных к спеканию продуктов); распылительной сушки; золь-гель процессов и криохимической технологии [26]. Каждый из этих методов пока не оптимизирован в применении к конкретным сверхпроводящим продуктам.
Необходимо также отметить о неустойчивости. Неустойчивость сверхпроводящих оксидов во времени обусловлена как их внутренней термодинамической нестабильностью, так и химическим взаимодействием с компонентами окружающей среды. Чем выше критическая температура сверхпроводника, тем серьезней опасность деградации. Это означает, что если бы удалось создать сверхпроводник с Тс близкой к комнатной, то в устройствах на его основе следовало бы поддерживать гораздо более низкую температуру.
Наиболее изученным и применяемым на сегодняшний день ВТСП является иттриевый купрат Yl^Ci^Cb-s, обладающий одними из лучшими сверхпроводящими характеристиками, критическая температура перехода в сверхпроводящие состояния достигает 93 К [27-30].
Структуру фазы УВагСизОу-з (1:2:3) в терминах катионно-анионных кладок можно представить следующей последовательностью слоев (д = 0) [31]: .. .(СиОп)(ВаО)(Си02)(Уп)(Си02)(ВаО)(СиОп)...
Согласно проведенным измерениям с помощью эффекта Холла, нейтронографии, следует, что упорядоченная решетка УВагСизС^-б может быть представлена следующей химической формулой [32]: (Cu/'^O/^Bag^Y/^Cug^'^O/'^Ozs-2 + 2h, где 2h - концентрация дырок.
Утроение параметра ячейки с по сравнению с перовскитным параметром обусловлено упорядоченным размещением атомов Ва и Y по А-позициям структуры перовскита. Одновременно с этим происходит упорядочение расположения анионных вакансий и атомов кислорода, что обусловливает сильную деформацию структуры, и в результате этого одна из Х-позиций в плоскости (Yd) по геометрическим критериям не может быть заселена атомом кислорода {dcu-Cu ~ 0,336 нм). Координационным полиэдром атома Си(2) является тетрагональная пирамида (См.о(экв) = 0,193-0,196 нм, dCu-o{^) - 0,23 нм), получающаяся из октаэдра при удалении одной из его вершин [слой (Yd)]. Объединенные общими вершинами, пирамиды С11О5 образуют бесконечный слой. Атом меди Cu(l) (z = 0) при <5 = -1 имеет окружение в виде гантели (dcu-o ~ 0,181 нм), что является характерным для одновалентной меди. Однако при 3 ~ 0,5 полиэдром Си(1) становится ромб (d = 0,185 - 0,194 нм), который связан с соседними ромбами С11О4 двумя вершинами, образуя бесконечную ленту вдоль оси у. Интересной особенностью структуры является относительная легкость изменения ее кислородной стехиометрии, при этом состав медного слоя (z = 0) изменяется [от (СиОг), 3 = -1 до (СиОа), 5 = 0]. При 3 = 1 элементарная ячейка -тетрагональная, и состав YBa2Cu306 обладает полупроводниковыми свойствами. Однако при 3 < 0,3 структура становится ромбической (а Ф Ь), вследствие предпочтительного заселения атомами кислорода позиции на одной из осей в плоскости хуО, и обладает сверхпроводниковыми свойствами (Тс ~ 95 К, 5 ~ 0,5). При этом с возрастанием 3 происходит уменьшение Тс.
Переход от объемных сверхпроводников к двухмерным структурам -пленкам обусловлен многими причинами, во-первых, наличием слоистой структуры у керамических высокотемпературных сверхпроводников [33]; во-вторых, удобством исследования с целью определения физических характеристик материала (туннельная спектроскопия, эллипсометрия, изучение СВЧ свойств) [34]; в-третьих, лучшие монокристаллические пленки ближе к идеальному монокристаллу, чем большинство существующих реальных монокристаллов [35]; в-четвертых, созданием элементов микроэлектроники [36,37].
12 Существует много современных методов по изготовлению тонких сверхпроводящих пленок: катодное распыление на постоянном токе при высоком давлении кислорода [38,39]; импульсное лазерное испарение из керамических мишеней - метод лазерной абляции [39-41]; электронно-лучевое испарение, в том числе из независимых источников (металлический иттрий, барий, и медь или оксиды У20з, ВаО и СиО) [10,39]; молекулярно-лучевая эпитаксия, термическое испарение из трех источников (Y, ВаО, СиО) [10,39]; пиролиз водного раствора нитратов и солей органических кислот на подложке [10]; термическое испарение [39]; ионное испарение [39,42]; химические методы [39,43].
В методах напыления наиболее важным является точное соответствие ка-тионного состава пленок стехиометрии 1:2:3 и исключение взаимной диффузии материалов подложки и пленки. Отклонение состава пленок от стехиометриче-ского приводит к росту паразитных фаз, а также к снижению Тс, уширению и даже полному исчезновению перехода в сверхпроводящее состояние.
Известно, что тонкие пленки имеют больше плотность критического тока по сравнению с объемными сверхпроводниками [44]. Эксперименты по выращиванию ВТСП пленок методом лазерной абляции, являющийся самым идеальным методом получения монокристаллических пленок, показывают, что плотность критического тока может достигать до 10 А/см [45], в то время как у керамических образцов до 104 А/см2 [46,47].
Помимо состава и метода получения, свойства сверхпроводящих пленок определяются правильным подбором материала подложки. Учитывая, что для кристаллизации фазы YBa2Cu307-5 пленки приходится нагревать, в первую оче-
13 редь следует исключить химическое взаимодействие пленки с подложкой [48]. Пленки УВа2Сиз07-8 обычно выращиваются на подложках SrTi03 (тинанат стронция), ЬаАЮз {алюминат лантана), NdGaC^ (галлат неодима), имеющие перовскитную кристаллическую решетку, близкую по структуре к решетке УВагСизСЬ-з- Наибольшее значение Тс и jc при 77 К были достигнуты на подложках из монокристаллического SrTi03, ориентированных в плоскости (100) [41,49,50]. Кроме того, было выявлено влияние на рост пленок следующего параметра как температура подложки в процессе напыления [51], которая оказывает большое влияние и на сверхпроводящие параметры критическую температуру Тс, плотность критического токау'с, ширину сверхпроводящего перехода А Г и на макроструктуру пленки. Причем было установлено, что в достаточно большом диапазоне температур, а именно от 730 до 840 С, все сверхпроводящие параметры изменяются незначительно.
Как было показано во многих экспериментальных и теоретических работах [30,52-57] очень большое влияние на плотность критического тока определяли именно структурные искажения в образце. Наличие различных дефектов дают величину и температурную зависимость критического тока [30,53-56]. Согласно различным предложенным теоретическим моделям в обзоре [54] температурная зависимость определяется формулой jc(T)=jc(0)(l - Т/Тс/, где jc(0) -максимальное значение плотности критического тока, показатель степени s определяется типом беспорядка в образце. Однако, несмотря на значительное число работ, посвященных исследованию ВТСП, по прежнему трудно ответить на вопрос, какой должна быть зависимость в современных УВа2Сиз07-5 пленках, получаемые лазерным напылением [58], в которых дефекты образуются весьма специфическим образом [59,60]. Дефекты, образующиеся в тонких сверхпроводящих пленках, возникают из-за многих причин: различные параметры кристаллических решетки и коэффициентов теплового расширения подложки и пленки [61], возможного отклонения плоскости подложки от кристаллографического направления при ее изготовлении [62], и можно различить следующие виды дефектов: краевые дислокации [62], домены [38,60].
Наличие дефектной структуры либо снижает сверхпроводящие параметры, либо наоборот их увеличивает. Так проведенные экспериментальные исследования на пленках УВа2Сиз07-5 в работе [63] показывают значительное влияние локальной изгибной механической деформации на вольтамперные характеристики при 77 К убедительно показали возможность значительного (двукратного) на отдельных образцах усиления критической плотности тока с 0,4-0,93x10' А/см до 0,5-1,ЗхЮ6 А/см2, а также снижения критерия напряжения. В работе [64] были получены результаты, показывающие, что допирование Са сверхпроводника YBa2Cu307.5 приводит к увеличению плотности критического тока.
В работах [65,66] было выявлено, что уменьшение времени закалки после процесса напыления приводит к образованию дефектной структуры в пленках с образованием областей напряженностей, снижающих значение плотности критического тока с 107 А/см2, присущего для монокристаллических пленок, до 104 А/см .
Известно, что напряжение сжатия увеличивает критическую температуру по сравнению с релаксированными пленками [67-69] и объемными образцами [70].
Также существует зависимость критической температуры от давления, причем в зависимости от выбранной оси а, или Ь и или с, она будет меняться по-разному, поскольку для тонких сверхпроводящих пленок существенна анизотропия [71,72]. Так было обнаружено, что производная dTJdPa^ имеет почти одно и тоже абсолютное значение, но противоположенные знаки, в то время как зависимость вдоль оси с очень маленькая [71,73].
Напряжение пленки зависит от толщины пленки [74]. Если в объемном сверхпроводнике одноосное давление приводит к небольшому увеличению критической температуры, в то время как Тс всегда подавляется в напряженных тонких пленках УВа2СизС>7-8. Не совсем ясно, какой механизм ответствен за поведение YBa2Cu307-6 пленок. Интерпретация результатов осложняется по крайне мере тремя эффектами: (а) с-оси сверхпроводящих пленок УВа2Сиз07-5 име-
15 ют прямоугольную решетку (а = 0,3820 им, b = 0,3886 им), в то время как большинство подложек имеют квадратную решетку; (Ь) зависимость от одноосного давления вдоль осей а и Ъ имеет противоположный знак; (с) Си-0 цепочное упорядочение очень чувствительно к любому роду структурному изменению. Дислокации и антифазовые границы образуются в первых слоях YBa2Cu307-5 пленки [75,76], поэтому 2-3 элементарные ячейки пленки должны содержать такие дефекты, которые изменяют поле напряженности и структуру пленки [77]. В УВа2Сиз07-8 пленках сильные изменения в сверхпроводящих свойствах, в особенности Тс, имеют место при очень маленькой толщине, главным образом меньше чем 10 элементарные ячейки [69,78,79]. Деформация сжатия в кристалле YBa2Cu307-5 может увеличивать Тс [68]; но напыленные УВа2Сиз07-5 пленки на подложки ЬаАЮз Тс уменьшается с толщиной [80].
В статье [81] приводиться теоретическое исследование зависимости критического тока от толщины пленок, от типа подложки и от напряжения - сжатия и растяжения. Было показано, что только достаточно в тонких пленках возникает напряженное состояние. При толщине более 350 им напряжения полностью релаксируют.
Существует много работ посвященных теоретическому и экспериментальному исследованию высокотемпературных сверхпроводников [44,70,82-87], основанные на теории БКШ [44] и слабосвязанного предела теории БКШ [88] для определения зависимости критической температуры от наличия в объеме сверхпроводника магнитных и немагнитных примесей; на модели t-J [4,89-93] и на расширенной модели t-J, т. е. t-t'-t"-J модель [94,95]. Предлагаются совершенно новые механизмы, отвечающие за образование сверхпроводимости [23].
За последние годы разработаны концептуально новые методы. Среди экспериментальных методов, применяемых для исследования сверхпроводящих структур можно назвать: электронная микроскопия [96], рентгеновский структурный анализ [97], химический и рентгенофазовый анализ (РФА), рентгеновская и ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС и УФЭС), Оже-электронная спектроскопия (ОЭС), электронно-зондовый микроанализ (ЭЗМА) [98], нейтронография [71], акустические [99], мессбауэровская спектроскопия [100].
Для получения основных сверхпроводящих параметров, таких как плотность критического тока /с, критическая температура Тс, ширина сверхпроводящего перехода AT для пленок YBa2Cu307-5 применяется стандартный четы-рехзондовый метод [101]. В работе [38] исследовали доменную структуру пленок УВа2Сиз07-б с помощью рентгеновской дифрактометрии.
Однако выбор метода исследования существен, поскольку необходим такой, который не приводил к разрушению исследуемого образца, а также изменению его свойств, так в процессе многочисленных экспериментальных исследований [63,102-104] было убедительно выявлено многообразное число факторов, влияющих на свойства ВТСП УВагСизСЬ-з, как механических [63], химических [102], радиационных [103], магнитных [104].
В отличие от уже существующих методов исследований, как просвечивающая электронная микроскопия, Оже-спектроскопия, РФЭС [98], приводящие к резкой деградации сверхпроводящих образцов, увеличивая их восприимчивость к парам Н20 и С02 вплоть до появления отдельных островков металлической меди, метод туннельной спектроскопии и эллипсометрии отличает наиболее перспективным методом исследования [100,105], поскольку являются бесконтактными, неприводящими к каким-либо структурным и химическим изменениям вещества.
ВТСП помогла решить многие задачи, связанные с применением сверхпроводящих материалов в энергетике (системы генерирования, хранения и передачи энергии) [97], в электронике и сильноточной технике [63,106-108], вычислительной технике (СКВИД и элементы памяти) [106,107,109,110], в физике элементарных частиц (сверхпроводящие ускорители) [97], в горнодобывающей промышленности (магнитные сепараторы) и в медицине (сверхпроводящие томографы).
Одно из самых успешных применений является использование ВТСП именно для создания СКВИДов и их достаточно успешное дальнейшее исполь-
17 зование в различных отраслях, таких как: медицина, нефтедобывающая промышленность, научные лаборатории. Кроме того, технология высокотемпературных сверхпроводящих СКВИДов быстро совершенствуется [107,109-113], и область их использования значительно расширяется за счет упрощения эксплу-тационных проблем. Криогенная система азотного уровня более надежна в эксплуатации, значительно дешевле и доступнее.
Цель и задачи работы
Заключается в получении напряженных тонких ВТСП УВагСизОу-з пленок; определении их основных характеристик; экспериментальном исследовании напряженных свойств данных пленок методами эллипсометрии, туннельной микроскопии и спектроскопии; создании на их основе сверхчувствительных СКВИДов. Согласно с этим были поставлены следующие конкретные задачи:
Напыление тонких сверхпроводящих УВа2Сиз07-5 пленок на подложках ЬаАЮз методом лазерной абляции с определенной степенью напряженности.
Измерение основных параметров напряженных ВТСП УВа2Сиз07-5 пленок: критическая температура Тс, плотность критического токау'с, магнитная восприимчивость^.
Определение температурных зависимостей плотности критического тока для различных пленоку'с.
Исследование ВТСП YBa2Cu307-5 пленок методом эллипсометрии по определению толщин тонких пленок.
Проведение исследования напряженных пленок с помощью сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии.
Измерение туннельных вольтамперных характеристик (ВАХ) для пленок с различной степенью напряженности.
Создание высокочувствительных датчиков слабого магнитного поля СКВИДов.
18 Объекты и методы исследований
Объектом исследования являются тонкие сверхпроводящие пленки ит-триевого купрата УВа2Сііз07-5 с разной степенью напряженности и толщиной 20 - 70 им, напыленные на подложки алюмината лантана ЬаАЮз(ЮО), имеющие размер 0,5x0,8 см, методом лазерной абляции, с плотностью критического тока 10 - 10 А/см . Методом исследования являются метод туннельной спектроскопии и метод эллипсометрии.
Научная новизна
Выполнен цикл экспериментальных работ, направленный на изучение новых механизмов образования напряженного состояния в системе УВагСизОу-а, выполненных в виде тонких сверхпроводящих пленок:
Предложен новый метод исследования материалов с нарушенной кристаллической структурой, позволяющий исследовать доменную структуру напряженных пленок.
Определены области с нормальной и деформированной кристаллической структурой на поверхности напряженных ВТСП УВа2Сиз07-5 пленок методом сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии.
Доказана доменная структура напряженных пленок. Междоменная граница идентифицируется туннельными ВАХ с характерными максимумами, определяемыми электронами, локализованными в деформационной потенциальной яме.
Измерен средний размер доменов напряжения для различных напряженных пленок; определена зависимость количества туннельных ВАХ междоменных границ от степени напряженности пленки. Выявлена зависимость количества электронных уровней от степени напряженности пленки n(jc). Обнаружена зависимость размера домена напряжения от
СТепеНИ НапрЯЖеННОСТИ ПЛеНКИ dd0main(jc)-
5. Созданы СКВИДы на основе напряженных УВа2Сііз07-5 пленок с чув ствительностью (10"5 - 10"6)uVHz1/2 при плотности критического тока 104 А/см2.
19 Научная и практическая значимость
Научная и практическая значимость данной диссертационной работы состоит в следующем:
Разработана методика выращивания напряженных пленок методом лазерной абляции, позволяющая варьировать сверхпроводящий параметр: плотность критического тока в широких пределах 103 - 105 А/см2.
Разработан и запатентован способ определения областей с нарушенной кристаллической структурой в материалах с металлической проводимостью.
3. Созданы СКВИДы на основе напряженных УВа2Сиз07-5 пленок. Защищаемые положения
Напряжения в тонких ВТСП пленках YBa2Cu307-5 "замораживаются" методом быстрого охлаждения in situ сразу после окончания напыления.
Зависимость плотности критического тока от температуры для напряженных тонких ВТСП УВа2Сиз07-5 пленок имеет минимум в диапазоне температур 55 - 57 К.
Напряженные пленки обладают доменной структурой с характерным размером доменов 1 - 2,4 мкм в зависимости от степени напряженности пленки. Доменная структура напряженных пленок определяется методом туннельной спектроскопии.
В АХ с характерными максимумами получаются в 10 - 40 % случаях измерений на каждой отсканированной области напряженной пленки.
Туннельные ВАХ напряженных пленок, соответствующие междоменным границам, имеют максимумы в интервале напряжений от 1 до 5 В.
Размеры доменов напряжений уменьшаются с уменьшением плотности критического тока пленки.
Междоменная граница представляет собой малоуровневую потенциальную яму, в которой локализуются электроны.
20 Апробация работы
Результаты научной деятельности докладывались на следующих национальных и международных конференциях: XL и XLI Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс" (г. Новосибирск, 2002 г., 2003 г.); 1-ом Сибирском семинаре по сверхпроводимости и смежным проблемам (г. Новосибирск, Институт неорганической химии СО РАН, 2003 г.); II - ом Сибирском семинаре по сверхпроводимости и смежным проблемам (г. Красноярск, Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, 2004 г.); IV - ом Сибирском семинаре по сверхпроводимости и смежным проблемам (г. Новосибирск, Институт неорганической химии СО РАН, 2006 г.); а также на научных семинарах ОмГУ.
Публикации
Основные результаты диссертации изложены в 4 статьях различных журналах, 2 из которых содержатся в иностранных; в 1 патенте РФ; а также в тезисах докладов 4 различных отечественных и международных конференций.
Личный вклад соискателя
В диссертацию вошли результаты исследований проведенных автором в лабораториях ОмГУ. Автором поставлены научные задачи, выбраны пути их решения и предложены методы и схемы экспериментальных исследований и теоретического их обоснования. Все вошедшие в диссертацию оригинальные результаты получены либо самим автором, либо при его определяющей роли. В частности проведен полный цикл исследований напряженных ВТСП УВа2Сиз07.8 пленок на сканирующем туннельном микроскопе и эллипсометре, разработан метод исследования материалов с нарушенной кристаллической структурой методом туннельной спектроскопии.
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, и заключения и изложена на 100 страницах машинописного текста, иллюстрирована 47 рисунками и 5 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 136 наименований.
Лазерный факел
Несомненно, большую роль в качестве роста монокристаллических сверхпроводящих пленок играет структура лазерного факела. Свойства данного факела - это распределение температуры, частиц плазмы, в частности, кластеров мишени, его гидродинамика, релаксационные свойства. При возникновении плазменного факела и его расширении возникают акустические эффекты, обусловленные нестационарностью процесса, в частности, образованием ударной волны на фронте факела.
Для выявления структуры лазерного факела была предложена следующая схема визуализации плазменного факела, представленная на рис. 1.5, где в отличие от стандартной схемы напыления пленок мишень располагалась нормально падающему излучению, подложка параллельно ему, так, чтобы образовывать срез факела по середине [116].
В такой системе частицы мишени, движущиеся вместе с факелом, оставляют на поверхности подложки след, причем след более яркий вблизи падения лазерного излучения на мишень и постепенно тускнеет по мере удаления на периферию. Как показали результаты исследований на поверхности подложки в небольшой области вблизи точки падения луча на мишень (область визуализа ции, L 1 - 2 мм, схематическое изображение следа факела приведено на рис. 1.6) фиксируется периодическая волновая структура при плотностях мощ я о 2 ности лазерного излучения Wimp Wimp = 2,5-10 Вт/см , что соответствует условию реализации кластерного механизма. Явно видна периодичность расположения бугров и впадин (рис. 1.7), т. е. наличие ультразвуковых колебаний (УЗК). Причем эта периодическая структура является более четкой у основания факела, т. е. вблизи точки падения лазерного излучения, и по мере удаления от нее эта картина размывается.
На рис. 1.8 для сравнения приведена микрофотография пленки на подлож-ке при Wimp Wimp = 2,5-10 Вт/см , что соответствует условию реализации капельного механизма. Периодическая структура отсутствует.
Расстояние между гребнями волны (длина волны) уменьшается при удалении от места падения лазерного луча (эпицентра) и составляет от 10 мкм до 2 мкм на периферии области визуализации. Картина представляет собой практически плоскую волну с небольшим закруглением на периферии.
Время напыления пленок составляет от 20 до 180 с. Скорость напыления пленки составляет около 30-40 им/мин. Время охлаждения при обычном процессе напыления - 30 мин.
Структура ВТСП керамик является макрогранулярной, что является причиной низкой токонесущей способности, в то время как Тс и АГ остаются достаточно высокими. Это позволяет нам с полной уверенностью утверждать, что плотность критического тока ус находится в прямой зависимости от элементов макроструктуры сверхпроводника: межзеренных границ, межкристаллических прослоек, границ двойникования. При этом ВТСП YBCO пленки, как было выявлено, выращенные методом лазерной абляции, имеют большой разброс в плотности критической тока от 103 А/см" (/ow-плёнки) относится к гранулярным до 107 А/см к эпитаксиальным (high-илеики) [66].
Эпитаксиальный рост пленок начинается при превышении температуры подложки Ts некоторого значения Гэ - температуре эпитаксии. Значение Тэ для данной пары пленка - подложка зависит от условий роста пленки. При Ts Тэ высокая вероятность подавления всех дополнительных ориентации основной ориентации, что приводит к росту монокристаллических областей пленки. Для данной системы и условий она составляет 500 - 600С, поэтому для получения пленок с различной кристаллической структурой и значениями сверхпроводящих параметров температура подложки варьируется в интервале 700 -900С.
Экспериментальные исследования сверхпроводящих YBCO пленок с помощью метода эллипсометрии
Вектора напряжённости электрического поля Е и напряжённости магнитного поля Н перпендикулярны между собой и по отношению к направлению распространению света. Физическая характеристика оптического излучения, описывающая поперечную анизотропию световых волн, называется поляризацией света. Поскольку векторы Е и Н электромагнитной волны перпендику лярны друг другу, то для полного описания состояния поляризации светового пучка требуется знание поведения лишь одного из них. Обычно для этой цели выбирается вектор Е.
Свет называется полностью поляризованным, если две взаимно перпендикулярные компоненты вектора Е светового пучка совершают колебания с постоянной во времени разностью фаз. Обычно состояние поляризации света изображается с помощью эллипса поляризации - проекции траектории конца вектора на плоскость, перпендикулярную лучу. Проекционная картина полностью поляризованного света, в общем, в случае имеет вид эллипса с правым или левым направлением вращения вектора Е во времени. Такой свет называется эллиптически поляризованным. Эллипсометрия
Эллипсометрия - это совокупность методов для точного изучения поверхностей жидких и твёрдых тел по состоянию поляризации светового пучка, отражённого этой поверхностью и преломлённого на ней [121,122]. Падающий на поверхность плоско поляризованный свет приобретает при отражении и преломлении эллиптическую поляризацию вследствие наличия тонкого переходного слоя на границе раздела сред. Типичное устройство эллипсометра изображено на рис.2.7. Падающий свет линейно поляризован с компонентами поля Ер и
Es в направлениях параллельно и перпендикулярно падающей плоскости падающего света. Под действием отражающей поверхности s- и р- компоненты испытывают различные затухания и смещения фаз согласно уравнению Френеля, поэтому отраженный свет будет эллиптически поляризован. Эллипс поляризации затем измеряется вторым поляризатором, называемый анализатором (рис.2.7).
Для измерения толщин тонких напряженных сверхпроводящих пленок применялся лазерный эллипсометрический комплекс ЛЭК-9105 (рис.2.8), имеющий следующие характеристические данные. В качестве источника света используется высокостабильный HeNe лазер с рабочей длиной волны света 632,8 нм и мощностью излучения 1 мВт, диаметр светового пятна 2-3 мм, диаметр измеряемых толщин прозрачных пленок от 10 до 40000 А. Эллипсо-метр включает в себя следующие узлы и компоненты (рис.2.9): плечо поляризатора - лазер с источником питания - поляризатор Р плечо анализатора - амплитудный анализирующий канал А і - фазовый анализирующий канал А2 с компенсатором С - фотоприемники - усилительные устройства основание - гониометр с механизмами установки угла падения света - предметный столик устройство аналогово-цифровой (АЦП) обработки сигналов L-Card L761 (размещается внутри компьютера). Плечи поляризатора 1 и анализатора 2 закреплены на гониометре 3 на посадочных площадках механизма подъема плеч с помощью крепежных винтов 11 и регулированных винтов 12. Плечо анализатора соединено кабелем с платой АЦП, установленной в компьютере. Плечи эллипсометра имеют возможность подниматься и фиксироваться в угловых положения 0, 45, 50, 55, 60, 65, 70 и 90 с помощью фиксаторов 9 и прижимов 10. Предметный столик 4 имеет возможность вертикального перемещения с помощью рукоятки 6 для компенсации толщины измеряемого образца. Предметная пластина 8 может перемещаться в двух горизонтальных координатах с помощью микровинтов 7, а также вращаться вокруг своей оси на 360. Положение основания эллипсометра можно регулировать при помощи винтов 13.
Функции поляризатора Р заключается в формировании линейно-поляризованного пучка света (рис.2.7). В качестве поляризатора используется призма Глана с воздушным промежутком.
Линейно-поляризованный пучок света, отражается от поверхности образца и попадает в приемное плечо анализатора (рис.2.7).
В приемном плече анализатора измеряется состояние поляризации света, отраженного от поверхности образца. Плечо анализатора включает в себя два пространственно разделенных канала: амплитудный, для измерения параметра ці и фазовый, для измерения параметра А. На входе плеча анализатора располагается две двойных диафрагмы, расположенные в горизонтальной плоскости. Эти диафрагмы вырезают из расходящегося светового пучка два квазипараллельных пучка, отраженных от поверхности образца под одним и тем же углом. Непосредственно за диафрагмой помещена поворотная призма полного внутреннего отражения, которая отклоняет один из пучков на 90, направляя его в амплитудный измерительный канал ці. После отклонения пучок попадает в анализирующий блок, состоящий из призмы Волластона и фотоприемного устройства. Призма Воллостона разделяет падающий пучок произвольной поляризации на два ортогонально поляризованных пучка, расходящихся под углом 11. Расщепленные призмой Волластона пучки далее засвечивают площадки двухэлементного фотоприемника.
Характеристики исследуемой поверхности
В данной работе мы, применяя туннельный микроскоп, получали отчетливые изображения исследуемой поверхности различно напряженных (рис.2.17, 2.18) при различных увеличениях, что позволяло судить о её достаточно сложной структуре и составе.
Но в данной работе мы имеем дело с очень сложной YBCO структурой, поэтому состав поверхности может быть любой, в отличие от однородной и од-нокомпонентной системы. А поскольку принцип работы туннельного микроскопа заложен именно на квантовых особенностях, и получаемое изображение обуславливается взаимодействием атомов, как иглы, так и поверхности пленки, то, конечно, наблюдаемая градация на изображениях поверхности, получаемых на микроскопе, естественным образом не соответствует реальному рельефу поверхности, и по настоящему он является совсем иной.
Исследовались напряженные тонкие сверхпроводящие YBCO пленки, состоящие из доменов напряжений, граница между которыми представляет мало-уровневую потенциальную яму для электронов, что приводит к кулоновскои блокаде [126] и тем самым снижении критического тока и позволяет варьировать его значение в достаточно большом диапазоне 103 - 105 А/см2. Уменьшение значения плотности критического тока косвенно характеризует увеличение степени напряженности пленки.
В эксперименте брали пленки толщиной порядка 100 нм с известной плотностью критического тока и со слабой связью в виде мостика Дайема, напыленные на монокристаллические подложки LAO размером 0,5 0,8 см, имеющие золотые контакты. Производили подготовку платиновой иглы микроскопа с помощью специальных ножниц. После обработки пленки спиртом, образец устанавливают на рабочий столик СТМ (рис.2.19(a)), затем осуществляют грубый подвод пленки к игле на расстояние порядка 1 мм (рис.2.19(b)), причем процесс сканирования проводился вблизи мостика с тем, чтобы все известные характеристики пленки (степень напряженности) в точности соответствовали получаемым результатам на микроскопе. Потом с помощью программного обеспечения, имеющего в составе себя электронику, непосредственно встроенную в компьютер, и пользовательской программы для СТМ Scanner Demo (рис.2.20), осуществлялся точный подвод образца к игле так, чтобы расстояние между иглой и поверхностью образца составляло 500 нм. Устанавливали оптимальные значения тока и напряжения для процесса сканирования: ток 10 нА, напряжение 720 мВ; такие которые бы не приводили к разрушению поверхности изучаемой поверхности, с тем, чтобы сканирующая туннельная микроскопия в действительности являлась бесконтактным и неразрушающим методом исследования. Увеличение составляло 214 = 16384. В результате проведенных ранее работ, проделанного анализа не только методом туннельной микроскопии, но и наблюдений сделанных с помощью микрофотографий [45,65] можно сказать, что характер поверхности исследуемого образца достаточно сложен и изменяется от однородной и бездефектной структуры (монокристаллической) до блочной структуры, при этом блоки имеют размер порядка 1 мкм и более. Поэтому, проводя исследования по определения размеров доменов напряжений, мы брали размер стороны области сканирования с учетом особенностей устройства туннельного микроскопа 6 мкм, при этом разрешение области сканирования составляло 300x300 точек, угол сканирования был 0. Потом производили сканирование выбранной площади поверхности исследуемого образца. Время сканирования составляет около 2-3 минуты и определяется параметрами выбранных режимов - TS, N point, TAU. В результате были получены четкие изображения исследуемой поверхности (рис.2.17, 2.18), которые можно просматривать в двух- и трех-мерном виде. Полученные изображения сохраняли в файл для дальнейшей обработки.
Поскольку СТМ позволяет производит измерения зависимости туннельного тока от прикладываемого напряжения между иглой микроскопа и изучаемой поверхностью - снятие ВАХ, была разработана методика, позволяющая определять точки на поверхности исследуемой YBCO пленки, в которых должен локализоваться дефект с электронами. Действительно, в случае идеальной поверхности мы должны были иметь линейную ВАХ для ВТСП YBCO структуры, однако любые изменения типа проводимости, распределения энергетических уровней электронов в точках поверхности образца, связанные либо с изменением локального состава материала поверхности образца, либо с наличием дополнительных электрических потенциалов в локальных точках поверхности образца, влияют на вид ВАХ.
Методика нашего запатентованного метода заключалось в следующем: на отсканированной области ВТСП пленки производилось снятие ВАХ с шагом 0,3 - 0,5 мкм, так что все поле измерений покрывалось сеткой точек измерений, полное количество измерений В АХ при каждом исследовании составляло 160 -220 измерений. Каждый эксперимент занимал примерно 2 часа работы.
Процесс создания и дизайн dc-СКВИДа на основе напряженных пленок
Однако сильная анизотропия высоко-Гс сверхпроводников относительно их кристаллической структуры и транспортных свойств обеспечивает основу для новых типов слабых связей, использующих внутренние границы раздела и/или барьеры.
Это новый класс Джозефсоновских переходов, который не имеет аналога в низко-Гс сверхпроводниках, включает либо слабую связь в аб-плоскости между двумя сверхпроводящими гранулами с различной ориентацией, так называемые гранулярно-граничные переходы (ГГП - GBS s) или внутренний эффект Джозефсона в направлении оси с-оси.
Переходы и dc-СКВИДы изготавливаются с помощью одной гранулярной границы в эпитаксиальной пленке на поликристаллической подложке. Наиболее разработанными представителями этого класса переходов являются бикри-сталл и step-edge ГГП (ступенчатый переход) [128-132]. Бикристаллы
Бикристаллический или интеркристаллический переход образован между двумя областями эпитаксиальной высокотемпературной пленки с различной ориентацией кристаллов (интеркристаллических границ) на бикристаллической подложке с предопределенным углом 9 микроразориентации (рис.4.1) [133].
Бикристаллические Джозефсоновские переходы создаются, используя метод фотолитографии и метод ионно-лучевого травления [128].
Бикристаллические переходы, в общем случае, демонстрируют характеристики достаточно близкие RSJ модели. Плотность критического токаус для переходов экспоненциально уменьшается с увеличением в. Большинство СКВИДов изготавливается на 24, 30, 36 бикристаллах. Для фиксированного 9, плотность критического токау ,. может быть изменена больше чем на один порядок соответствующей закалкой в кислороде, означая, что барьерная толщина и высота зависят от содержания кислорода. При температуре 77 К IQR результат бикристаллических переходов с 24 разориентацией, сделанные вдоль с-оси, обычно 0,1 - 0,3 мВ. Соответствующая плотность критического тока порядка 10 А/см при 77 К и температурно-независимое удельное сопротивление около 10 Ом/см . Для угла #=12 переходы имеют следующие значения плотности критического тока 104 - WA/сж, Щ 0,5 - 2 мВ при 4,2 К [ 131 ]. Step-edge гранулярно-граничные переходы Step-edge ГГП также очень широко применяются для создания условий подавления критического тока [134,135]. Они основаны на факте того, что при обычных условиях роста получается идеальная эпитаксиальная пленка, однако если изменить ориентацию с-оси на крутой ступеньке, образованной либо на самой подложке, либо на напыленном диэлектрике (рис.4.2), то приведет к подавлению сверхпроводящих параметров в сверхпроводящей пленке.
Обычно в качестве материала для подложек используются SrTi03 и LAO. Ступенька на подложке обычно формируется вдоль главных кубических осей подложки (рис.4.2) стандартным литографическим методом или Аг-ионным травлением, так чтобы её расположение было выбрано как угодно.
Так для step-edge ГГП, выполненного на YBCO пленке, с углом а 40 и высотой ступеньки около 500 нм удельное сопротивление составляло при 100 К 1 Ом/см, плотность критического тока при температуре 77 К 1,2 - 2,6-10
А/см . Переход показывал RSJ поведение с нормальным сопротивлением Rn = 2,7-3,0 Ом, величина IcRn была в диапазоне 50- 150 мВ [134].
Для больших углов ступеньки (а 70), две гранулярные границы, выращенные с различной ориентацией, вызывают у самого нижнего перехода появление плотность критического тока намного меньше чем у верхнего. Таким образом, по крайней мере, для токов не слишком больших от 1о, свойства перехода определяются исключительно нижней гранулярной границей. Это преимущество над бикристаллической технологией позволяет создавать более сложные схемы. Даже для СКВИДов, которые требуют только один или два перехода, эта гибкость в конфигурации может быть очень важной, например, для минимизации паразитивной индуктивности.
Свойства step-edge-переходов сильно зависит от микроструктуры стравленной ступеньки и от состояния роста пленки, приводя к большим возможностям в параметрах, чем для бикристаллических переходов.
Таким образом, можно заключить, что получаемые виды Джозефсонов-ских переходов, такие как: бикристаллы и step-edge-переходы, для подавления сверхпроводящих параметров - плотность критического тока, для создания СКВИДов с высокой чувствительностью, очень сильно конструктивно сложны и требуют специальных методик. Более того, на бикристалле и на step-edge-переходе растет ВТСП пленка, структура которой далека от монокристаллической. Микромостики из такой пленки обладают низкой устойчивостью к деградации. Это еще более усложняет технологию изготовления устойчиво работающих СКВИДов, требуя разработок дополнительных мер защиты от химического и механического воздействия окружающей среды.
