Способ выращивания высокотемпературных сверхпроводящих монокристаллов на основе @

 

Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводников на основе металлооксидоп и может быть использовано при разработке новых приемов микроэлектроники Способ включает нагрев криааплообразующих оксидов и растворителя выдержку попу енного растворарасплава и последующее охлаждение, обеспечивает увеличение размеров фисталлов в кристаллографическом направлении ( 001 Растсоритепь содержит оксид бария и меди в мольном соотношении (0,4 - 0,5) 8аО:СиО. Состав кристаллообразующих оксидов соответствует составу RBa Sr Си О где X 0,25 - 1,75, а их отношение к рястпорителю равно, мол%: 73-75 25-27. Нагрев ведут до 1250-1260°С выдержку в течение 8-10 ч а охлаждение со скоростью 2-3 град/ч Получены кристалпы с соотношением длин вдоль оси с и а равным -0,9 что в несколько раз больше в сравнении с известным способом. 2 ил. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф, .- .„, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4384961/26 (22) 290288 (46) 301193 Бюп М 43-44 (72) Космына М.Б; Семиноженко ВП; Прокопович

СО., Машков A.È. (54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ BbICOKOTEMПЕРА1УРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МОНОКРИСТАПЛОВ HA ОСНОВЕ RBa Cu 0

2 3 7-ч5 (57) Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводников на основе металлооксидов и может быть использовано при разработке новых приемов микрозлектроники Способ вклю ает нагрев кристаплообразующих оксидов и растворителя, выдержку полученного раствора(в) ЯЗ (и) 1515789 А1 (5I) 5 С 30 В 9 06 С 30 В 29/22 расплава и последующее охлаждение, обеспечивает увеличение размеров кристаллов в кристаллографическом направлении f 001 1 Растворителя содержит оксид бария и меди в мопьном соотношении (0,4 — 0,5) ВаО.С00. Состав кристаллообразующих оксидов соответствует составу РВа Sr Cu 0

2x x 3 7 где х = 0,25 — 1,75, а их отношение к растворителю равно, мольб: 73-75 — 25-27. Нагрев ведут до

1250-1260 С выдержку в течение 8 — 10 ч, а охлаждение со скоростью 2 — 3 град/ч Получены кристалл 4 с соотношением длин вдоль оси с и а равным -0,9 что в несколько раз больше в сравнении с известным способом. 2 ил. 1 табл.

1515789

Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводников нз основе металлооксидов и может быть использовано при разработке новых приборов микроэлектроники.

Целью изобретения является увеличение размеров кристаллов в кристаллографическом направлении (001), Способ реализуют на стандартном ростовом оборудовании и ом включает следующую последовательность операций: смешивают исходные компоненты оксидов в заданном соотношении; нагревают смесь до 1250-1260 С; выдерживают расплав в течение 8-10 ч; охлаждают до 1110-1100 С со скоростью 2-3 С/ч. охлаждают до комнатной температуры.

Пример 1. Выращивание монокристаллов УВв2-хЗ хСиэО>-д.

В платиновый цилиндрический тигель диаметром 60 мм загружают исходные вещества в количестве. г: УэОз 36,88; ВаСОз

89.59; ЗгСОз 36,10; СиО 87,43, что соответствует составу, мол. 6: 73$

YBausSe,твСиз0т-д и 27 (0-5 BaO-CuO).

Тигель с шихтой в количестве 250 г помещают в электропечь сопротивления с тврморегулятором типа "РИФ-101", нагревают со скоростью 100 С/ч до 1260 С, при этом расплавляют шихту и расппае выдерживают

8 ч, для полной гомогенизации, затем охлаждают со скоростью 2 С/ч до температуры 1110 С. а затем охлаждвмие ведут со скоростью 100 С/ч до комнатной температуры. Кристаллы иэвг кают мехамическим путем. Размеры монокристаллов 1,2 х 1,1 х х1 мм, вдоль оси с размер составляет 1мм. отношение размера вдоль оси с к размеру вдоль оси а составляет 0,9.

Пример 2, Выращивамив монокристаллов НоВаз-хЗгхСизОт-д

В платиновый цилиндрический тигель диаметром 60 мм загружают исходные веществе в количестве, r: НозОз 56,0; ВаСОз

82.70; ЗгСОз 32,78; СиО 78,52, что соответствует составу, мол.)(: 75)(НОЗг0,75Вз1,25Сиз От-д и 257ь (0,5 8a0—

Cu0),, Тигель с шихтой весом 250 г помещают в электропечь сопротивления с терморегулятором +РИФ-101". Нагревают со скоростью 80 С/ч до 1250 С, при этом расплавляют шихту и paennas выдерживают

10 ч до полной гомогенизеции, затем охлаждают со скоростью 2 С/ч до 1100 С, а затем охлаждение ведут со скоростью 100 С/v до комнатной температуры. Кристаллы извлекают механическим путем иэ застывшего расплава. момокристаллов УВщ-хЗгхСиэОт-d no предлагаемому и известным способам.

Примеры реализации способа и сравнение значений параметров, приведенных в таблице, показывает, что предложенный способ выращивания обеспечивает достижения поставленной цели и по сравнению с известными способами (примеры 14 и 15) увеличение в несколько рэз размеров монокристаллов в кристзллогрзфическом направлении (001). Для прототипа отношение размеров кристаллов вдоль оси с и размерам вдоль оси а составляет 0.16. а для предлагаемого способа «0.9.

Параметры монокристеллов

55

УВаэ- Sr CuýÎò-д.Ho8az- ЗгхСиз07-д оптимзльны (температура сверхпроводящего перехода — Тс соответственно равна 85 и 80

K) и получены беэ дополнительной термообработки. Ширина сверхпроводящего переРазмеры монокристзллов составляют

0,7 х 0,7 х 0,6 мм, вдоль направления оси с размер составляет 0,6 мм, отношение размеров вдоль оси с к размеру вдоль оси а составляет 0,86.

Пример 3, Выращивание монокристэллов !08а2-хЗгхСизОт-д.

В платиновый цилиндрический тигель диаметром 60 мм загружают исходные ве10 щества в количестве, г: !б20з 53,15; ВаСОз

96,94; ЗгСОэ 21,66: СиО 78,25; что соответствует составу. мол. )I,: 74 !

ОВа1,зЗго5СизОт-3 и 267ь (0,5 ВаΠ— CuO).

Тигель с шихтой весом 250 г помещают

15 в электропечь сопротивления с терморегулятором типе "РИФ-101", нагревают со скоростью 80-100 С/ч до температуры 1260 С, при этом расплавляют и расплав выдерживают 8 ч для полной гомогениэации, затем

20 охлаждают со скоростью 2 С/ч до 1110 С, з затем охлаждение ведут со скоростью

100ОС/ч до комнатной темпервтурь!. Кристаллы извлекают механическим путем.

Раэме1 ы кристаллов составляют 1,2 х 1,5 х

0,8 мм, вдоль оси с размер составляет 1 мм.

На фиг. 1 приведена фотография получемного момокристалла УВЫ-хЗгхСиэОт-д с размерами 1 х 1 х 09 мм: на фиг. 2 приведены температурные зависимости частоты

ВЧ контура автогенератора с получемными монокристаллами: кривая

1 - УЧаг-х$гхСизОт-4, кривая

35 2 — Н о В ээ-х$гхСиэОт-д, п ри сверхпроводящих переходах.

В таблице приведены сравнительные данные режимов выращивания и свойств высокотемпературных сверхпроводящих

1515789

Оклэагдеммедо Т, С Сааоость оааэждаСоотионгаиме оксидоа ° растворе-расплава (мол.! тагаев Аи 7»С Вмльрмкв рэсмлв.

° а. ч ии», pc/v

r»eu

11! 0

1260

1 !00

1250

1110

1260

1110

1260

1 f00

1100!

100

1100

1100

101250

1260

1130! 110

1250

1Э

1250

I 100

1 °

1О

1150

2.5

1400

Там

Продолагамие та4лици

С веркпроеоллнэае сеорс т ва рв згаетзу арал ь °

Тг (X) ьа Та (K) 1 Вк1.2а1.0

1.Ь

0.7а0.7а0.6

1.1 к!.1 а0.9

1S

О.ВаО.Ва0.1

О. 12

5

Ь

Ь

1О !

1 поатчемм кристалле ме саерапроводаатее 4газн на получен расплав

Полтченм камстелам ие с аерапроеодантее флага

Пол прана рнсталлтэс вид с пав

Получ ° мм крист ° лан с теми м ° ларам ° тр ° мм, одн ° ко зн ° чмт ° льмо удамма ° ° са твкнолегичв. с ° ив ци ° л

Получен полтмрлсталлмесамр спев

12

13 т ° нв пбивотма ем армстдмм сварапродаитеа Еазм

Палачами констебли с теми ме парвмеграмн. однако вмачмтально удлммаатса теаиологичесаме цикл

2.5»2.5ао. °

О. ЬаО.5к0.03

1 0»2 ОаО.!

О. 1Ь

О ООЬ О. !

60-90!

30

15 хода- ЛТС меньше, чем в кристаллах, полученных известным способом, Выход эа траничные значения заявленных параметров не обеспечивает достиже- 5 ния поставленной цели: примеры 5-12 таблицы.

73 5 УВаттз5го,тзСнз О т-r)-27 Ть (0.50 во. С uO) 75 )ь ЗЗоВвтзз5пт тзснз О т-тЗ 25 7) (0.5 Вао - Сно) 74 $ ува1,тз5геззСнз 0 т М- 2Ь Ъ (О,ЬВ О-Сно) 73 % Veere5reòÑíç0 тЬ-27 ф (05 BeO ° СнО) 75 % тг5гзсиз 0 т-b 2S Х (0,55го - Сно) 74 /а УВатзз5гетзснзо r0.26 Ъ

iB.S Вао - Cu0) 73 В тВатЗЗ5тетЗСНЗ О r-d - 27 тг (0,55 во Смо) 74 5 УВэт,ть5грззсиз О т-4- 2ь $ (0.S Вэо - Сно) 75 Q мобвгу5re.тзСиз 0 1 М25 т (0.5 ee0 - Cuo) 75 $ тгВэт.тв5пзззснзо т -25 р

l05 Вао - C»0) 73 $ УВат.з5гозснз 0 т-»Ь-27 зь (0.5 ВаО - CuO) 74 g уват.ю.е !Снз 0 т-О- 26 % (0 5 В во - CuO) 73 )) тгВэтзФгетвСнз О тМ-27 и (О 5 Вво - Cu0) 73 Q тбвтСаз О r-r)-27 ТЬ (0,5 Вао - CuO) 20% vatic от -60 3) с о

При- Расмарм момоарнствлаое, мм Отиоцтамме разлтерв вдоль с а (56} 0Л,Kaiser, F.Holtzberd, В,Senti. Growth

nf YBagCusOx S)r)gle Crystals. — Appl.Phys.

Lett., 1987, ч.51, М 13, р,1040-1042.

Y.Hldaka, Y,E()omoto, M.SuzukL Single

Crystals Crowth of (La<-xAxQCu4Oa and

УВагСнэ От — д J,Cryst. Growth, 1987, v.85, р,581-584.

1515789

Формула изобретения

CP z 1

Д (р

e/ö

1Я-r)p-Составитель В.Безбородова

Редактор E.Месропоеа Техред M.Ìîðãåí àë Корректор М. Ткач

Заказ 3335

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб.. 4/5

Произэодственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. уп.Гагарина. 101

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ

МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВ F

ЯВагСазОг-о, где R - редкоземельный элемент, включающий нагрев кристаллообразующих оксидов и растворителя, содержащего СиО, выдержку полученного раствора - расплава и последующее охлаж10 дение, отличающийся тем, что, с целью увеличения размеров кристаллов в кристаллографическом направлении (OOI), в растворитель дополнительно вводят оксид бария в молярном отношении: (0.4 - 0,5)

Ва0; СиО, а в состав кристаллообразующих оксидов добавляют оксид стронция в количестве, соответствующем составу:

ЯВар-,бгкСизОт, где x = 0,25 - 1,75, соотношение кристаллообразующих оксидов и растворителя берут равным, мол.$: 73 - 75

; 25 - 27, нагрев ведут до 1250 - 1260 С. выдержку - в течение В - 10 ч. а охлаждениесо скоростью 2 - 3 С / ч.