Obtention de supraconducteurs textures sur des substrats flexibles par MOCVD : optimisation de l'architecture du conducteur pour de grandes longueurs
Auteur / Autrice : | Sébastien Donet |
Direction : | Francois Weiss |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique. Énergétique |
Date : | Soutenance en 2004 |
Etablissement(s) : | Grenoble INPG |
Résumé
La technique de dépôt en phase vapeur utilisant l'injection d'une solution liquide (MOCVD) s'avère particulièrement bien adaptée à la fabrication de rubans supraconducteurs (céramique sur métal). Des films supraconducteurs d'YBa2Cu3O7-d (YBCO) de l'ordre de 1 æm d'épaisseur ont ainsi été synthétisé, sur différents substrats métalliques (rubans de Ni/CeO2, NiW/NiO, YSZ-IBAD). Au préalable, le procédé de synthèse en continu a été mis au point, fiabilisé et optimisé. Le process a été validé par la synthèse de couches minces de CeO2 et d'YBCO sur plus de 2 m de ruban métallique. En parallèle, des architectures de couches tampon entre le métal et le supraconducteur ont été développées afin d'atteindre de fortes densités de courant à 77 K. Les multicouches (entre 100 et 600 nm) mises au point sont spécifiques à chaque substrat et conduisent à des films d'YBCO ayant des textures biaxiales prononcées (désorientation < 9ʿ). D'autre part, pour permettre une bonne stabilité électrique du conducteur, la synthèse d'un shunt métallique d'argent par MOCVD a été optimisée. Les résistances de contacts minimales sont obtenues pour des films de 0,6 à1 æm d'épaisseur. Les mesures de transport de courant permettent d'atteindre de forts courants critiques, Ic=160A/cm sur des monocristaux de LaAlO3. Les rubans supraconducteurs conçus et réalisés sont très prometteurs avec des densités de courant critique de 0,6 à 1,3 MA/cm2 et des Ic= 80 A/cm à 77 K en champ propre. Les architectures optimales consistent en YSZ-IBAD//YSZ/CeO2/YBCO/Ag et NiW/NiO//YSZ/Y2O3/YBCO/Ag, hétérostructures intégralement réalisées par MOCVD.