Выращивание и исследование физико-химических свойств монокристаллов YBa2 Cu3 O x Наумов, Сергей Владимирович

Введение к работе

Актуальность работы. Открытие в 1966г. высокотчмпературноЯ сверхпрсеодимости соединении на основе оксидов меди и достигнутое в 18В7-18ВЭГГ. повышение критической температуры такин материалов до величин порядка 100 К создали принципиально новые возможности для . практических применений явления сверхпроводимости

Однако, не смотря на впечатляющие перспективы и огромные усилия, прикладываемые на исследования ВТСП. до понимани. приро-

положения заключается в низком качестве объектов исследования,

льзя, конечно, не отметить поиски В этоМ напразлении. связаны и с попытками найти новые соединения, н с север-

Нельзя, конечно, не отметить ПОИСКИ которые

веиствованием узе известных методов получения ВТСП-иатериалов, и с разработкой ношх способов синтеза.

Все сказанное относится в первую счгредь к соединен:»

1. Имеет относительно высокое значений'Тс (вітав 77К при х>0.8)

2. Имеет относительно простую кристаллическую структуру.

3. Хотя и является химически сложный (4 элемента), ко многие другие ВТСП еие слоетее (5 элементов), поэтому тсхнблогия и аттестация YBCO относительно проще. .

4. „.и*, «„» «и*». в VBCO. _гао „- _»

Z^JZZZZXZ" ^с* *в"е^т*

Щяяяіш тучтт льется соединение YBCO в самом разно-ф*ш. «п. - пор.,, „доп. „шрюш.. ШЯП. иош-

ник. Только на монокристаллах можно объективно оценить анизотропию свойств - проводимость, восприимчивость, критические ПОЛЯ и критический ток. Кристаллы YBCO необходимы для ивучения структуры, выявления влияния дефектов на свойства соединения YBa₂Cu₃0x. ^ В тоже время, анализ работ на монокристаллах YBCO покавыва-ет.что на сегодаяшний день^зультаты и^ледо^ІесьГЗи-воречивы. Поэто^Фоеедени! систематически физико^хим^х исслєдовшсий.опр*д_Єлєниє зависимостей: условиясинтеза^Иств, построение фазовых диаграмм систем, в котошх соединение Y3C0 реализуется, является весьма вктуальным.

Цель работы - разработать технологию выращивакия к методы аттестации совершенных монокристаллов ХВагСи^ с высокими сверхпроводящими характешстиками. д^Тго н^диГ^ті^ующие основные задачи-Определить «етоИ условия вы^ния K^TaZ ЇВа^О, 2 Отделить основні черты ZZT ю-та кристаллов ЇКЮ So^Tb SxZct ^Зра^^^ляя^ внішнГ^то^.

Э.і о^нииполуСн^Гд^ных наїт^опти^ліе параметры

технологии выращив кристаллов YBa₂Cu₃0„. 4 Исследовать процессы окисления и восстановления кристаллов

давленГкисло^ода! врекГ бо^таГиТп J - с^овные^воЗ, (паїегшреш^ с^ень совершенства, электрофизические пара^тры^

Научная новизна. 1.Найдены и исследованы эвтектические составы в системах CuO-BaCu0₂ , Cu-Cu0₀.s-BaO.

2. Показана важная роль процессов восстановления и окисления ме-ди и ее окислов в ходе кристаллизации соединения YBCO.

3. Определены область составоэ в системе У20з-Cu0-Ba0, темпера-

L режишТо2--услояия позволяю^ поводить выращивание

Z,Z^e YBa ZZ « ^лоГиз wcTBom Сплаве монокристаллов УВа₂Сиз_0х ""*»"» .**^ "J*^"

4.Исследована роль влияния таких^ак оро как ^«Ч«* «, градиенты температуры, скорость охлаждения.давление кислорода на процессы кристаллизации. , __ _ ^

5.Разработан принципиально ^H0B^I^^^^ ^ YBCO. Процесс осуществляется при T-const и медленно изменяю-

щемся давлении кислорода. 8.В зависимости от условий синтеза и качества кристаллов проведены исследования процессов окисления и восстановления монокристаллов УБСО, электрических и магнитных свойств. Показана связь: условия роста - свойства. Научная и практическая ценность:

Исслелованы системы-.Сиа-ВвО, CuOo.а-CuO-BaO.YBCO-CuO.YBCQ-BaCuO^ Y₂0₃-CuO-BaO - построены элементы диаграммы плавкости, определены эвтектические составы. Разработаны цетоды выращивания монокристаллов высокотемпературного сверхпроводника YE^C^O*. Предложен и разработан птжкшптиально новый способ -нывеггшеиия кристаллов УБСОпри пошяетмГтемператгтйх и изменяться давлении кислорода,позБолящий суцествеїш у^ьвить отрадатсльное влияние некоторых внешних факторов ка процессы кристаллизации^ Исследования структуры,- степени совэрЕэнотва, кагнитных и электрических свойств кристаллов, их высокие СП-парамотры позволяют сделать вывод о возыожностн их применекил в электртнико. Нл защиту выносятся:

1. Результаты исследования процессов фазообразовагая в систешх CuO-BaCu0₂, CuO-u0_o.з-BaQ, YBCO-Ш), УВСО-ВаСи0₂, YECO-CuO-ЕаО .составы соответствуй эвтектик.

2. Принципиально новый катод .Еырацкваг-гя кристаллов YE^C^O*.

3. Результаты исследования ккслородной иастехїюмзтрии кристаллов, процессов окисления и воостановления.

4. Результаты исследования влияния технологичэскгвс факторов ка некоторые электрофизические и ыагкиткш свойств кристаллов.

Апробация работы. Результаты проведанных ксследованкй изложены в 13 публикациях. Материалы диссертации докладавались на:

5. Всесоюзном сов8щании"Проблвмы висохотемпературнеЛ сверхпроводимости". Свердловск.1387г.

6. I Воесосзном сов8щании"Фкзико-химия и технология высокотемпературных сверхпроводящих материалов", Москва, 1888 г.

7. I Международном семинаре "Быроцивание монокристаллов ВТСП", Ужгород, 1969 г.

8. III Всесоюзном совещании по ВТСП. Харькоэ,1891 г.

9. European workshop "HTSC Single Crystals: Growth- and Physical Properties" (Европейский семинар "БІШ монокристаллы: выращи-

«шие и фшичко. сове"). ЬрьгамвИ г.

8. XII Всесоюзной школе семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Новгород, 1990 г.

9. International Work3hop"Effects of strong disordering in HTSC" (Мевдународный семинар "Эффекты сильного равупорядочения в ВТСП"), Заречный,І990 г.

10.ХХІX Совещании по «иэикр низких температур. Казань, 1998 г.

Структура и объем диссертации.