Thèse soutenue

Etude des proprietes supraconductrices de films minces ybacuo elabores hors la stchiometrie cationique par depot chimique en phase vapeur

FR
Auteur / Autrice : MICHEL DOUDKOWSKY
Direction : Sylvie Schamm
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

FR

Nous avons elabore par depot chimique en phase vapeur a partir de precurseurs organometalliques des films minces ybacuo hors la stchiometrie cationique pour en explorer de facon systematique les proprietes supraconductrices, temperature et densite de courant critiques (t c, j c), en relation avec la microstructure et la morphologie de surface. Dans le domaine de composition etudie : 0,3<ba/cu<1 et 0,2<y/cu<0,7, le contenu en ba est apparu comme le parametre important. Les films de composition ba/cu<0,75 ont une matrice ybacuo presentant plusieurs orientations cristallographiques et contiennent peu de phases etrangeres. Ces films sont peu interessants du point de vue des applications. Les films de composition ba/cu<0,75 possedent une matrice ybacuo c-orientee et contiennent de nombreuses inclusions de phases etrangeres riches en y. Nous nous sommes plus particulierement interesses a cette famille. Le meilleur compromis entre morphologie de surface et proprietes supraconductrices est obtenu pour les rapports ba/cu = 0,7 et ba/y = 1,6. Des variations de t c comprises entre 80 et 90k ont ete reliees a une modification des parametres cristallographiques de ybacuo et au contenu en ba. Nous proposons un modele d'incorporation du ba par substitution a l'y pour decrire ces variations. L'etude du comportement de j c en fonction de la temperature comme en presence d'un champ magnetique exterieur montre que les plus grandes valeurs de j c sont obtenues pour un rapport ba/y voisin de 1,5. Elles sont superieures a 10 6 a/cm 2 a 77k et 0t. Ces valeurs rendent compte de la presence d'inclusions de y 2o 3 de taille nanometrique qui ont ete mises en evidence par microscopie en transmission couplee a la spectroscopie de pertes d'energie d'electron. Une methode de mesure de leur densite reposant sur l'interpretation d'experiences d'ellipsometrie est presentee. Afin d'obtenir des films exploitables en electronique josephson, nous proposons une methode simple d'elaboration de films a-orientee stchiometriques a partir d'une couche tampon a-orientee enrichie en ba. Nous avons aussi realise des depots sur substrats eutectiques zro 2-cao choisis comme alternative aux bicristaux. Les films sont constitues de bandes paralleles de ybacuo d'orientation cristallographique differente dont les frontieres definissent une union josephson.