Book/Report

FZJ-2019-01314

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Elektronenmikroskopische Untersuchung von Korngrenzen in epitaktischen YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$-Dünnfilmen auf SrTiO$_{3}$-Bikristall Substraten

Seo, J.-W. (Corresponding author)FZJ*

1996
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21574

Report No.: Juel-3177

Abstract: Die Korngrenzen in YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$-Dünnfilmen sind bei den Anwendungen dieses Hochtemperatursupraleiters von herausragender Bedeutung, da sie in Josephson-Kontakten eingesetzt werden können. Wegen der zentralen Bedeutung der Korngrenze in elektronischen Schaltungen ist die genaue Kenntnis ihrer Mikrostruktur in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. In dieser Arbeit wurde eine systematische Untersuchung der mikrostrukturellen Eigenschaften von Korngrenzen inYBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$-Dünnfilmen mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie durchgeführt. Im Mittelpunkt der Untersuchung standenYBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$-Dünnfilme, die auf (001)-orientierten SrTiO$_{3}$-Bikristallen nach dem Sputterverfahren und der Laserablation hergestellt wurden. Im Hinblick auf elektrische Messungen sind vor allem Bikristalle mit Korngrenzenwinkeln zwischen 0° und 45° von Bedeutung. Daher wurden Korngrenzen mit den Winkeln von 10°, 15°, 24°, 36° und 45° auf ihre mikrostrukturellen Eigenschaften untersucht, um so eine Korrelation mit den elektrischen Daten zu erreichen.Um Aussagen über die Korngrenzen im YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$-Film treffen zu können, mußte zunächst der Einfiuß der Substratkorngrenze auf die Filmkorngrenze analysiert werden. Die Substratkorngrenze ist nahezu defektfrei und ermöglicht damit ein homogenes epitaktisches Filmwachstum an der Korngrenze. Dies ist eine notwendige Voraussetzung zur Herstellung von Josephson-Kontakten, die auf Korngrenzen aufbauen. Weiterhin konnte festgestellt werden, daß der Korngrenzenwinkel im Film durch den im Substrat bestimmt wird. Andere Eigenschaften der Substratkorngrenze, wie die genaue Position, die Symmetrie und die Geradlinigkeit, werden von der Filmkorngrenze jedoch nicht vollständig übernommen. Die Substratkorngrenze verläuft nahezu geradlinig miteiner lateralen Welligkeit bis zu 3 nm, die Filmkorngrenze kann aber bis zu 200 nm von der Position der Substratkorngrenze abweichen. Die Welligkeit der Filmkorngrenze wurde auf die epitaktischen Wachstumseigenschaften von YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$-Dünnfilmen zurückgeführt. Der Einfluß des Wachstumskonnte insbesondere bei den Querschnittsaufnahmen von Korngrenzen beobachtet werden. Die Filmkorngrenze weicht erst nach einer Schichtdicke von ca. 30 nm von der Position der Substratkorngrenze ab. Diese Eigenschaft wurde mit dem Einsetzen des Inselwachstums mit einem ausgeprägten lateralen Wachstum korreliert. Aufgrund des Inselwachstums der Schicht ist ein beidseitiges Überwachsen der Korngrenze möglich. Dies kann als eine Ursache für den welligen Korngrenzenverlauf angesehen werden. Bei einigen Korngrenzen wurde nur ein einseitiges Überwachsen der [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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