Elaboration de couches minces supraconductrices de ybacuo par pulverisation ionique

Elaboration of ybacuo superconductor thin films by ion beam sputter deposition technique

• Auteur / Autrice : Stéphane Benayoun
• Direction : Rolly Jacques Gaboriaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

L'objet de cette etude est l'elaboration de films minces supraconducteurs du compose ybacuo a partir de depots realises par pulverisation ionique. La voie choisie est: l'emploi d'une cible stchiometrique de y#1ba#2cu#3o#6#+#x, un faisceau d'argon produit par une source kaufman pour pulveriser la cible, des depots a la temperature ambiante sur substrats de si, mgo, lagao#3, srtio#3, zro#2, des recuits de recristallisation ex situ sous pression partielle d'oxygene. La configuration de l'installation a ete optimisee de maniere a eliminer la pollution des films minces par des elements chimiques comme le fer et le tantale. Les phenomenes physiques responsables des ecarts de composition par rapport aux stchiometries ideales 1-2-3 ont ete analyses et quantifies. Il s'agit principalement: 1) de la pulverisation preferentielle et la diffusion des composants de la cible pendant le depot; 2) de la pulverisation selective de la couche pendant sa croissance par une partie des ions incidents reflechies par la cible, phenomenes particulierement importants pour le cuivre et l'oxygene; 3) de l'anisotropie d'emission des particules pulverisees de la couche qui fait varier, pour les configurations experimentales utilisees, la stchiometrie en baryum des depots. Un suivi detaille de la formation des differentes phases cristallographiques pendant les recuits en fonction de la temperature et des pressions partielles d'oxygene a ete etudie par diffraction des rayons-x. Il resulte de ces traitements thermiques que la formation de y#1ba#2cu#3o#7##x necessite, au prealable, la cristallisation des composes precurseurs bacuo#2 et y#2cu#2o#5. La temperature critique de transition supraconductrice, tc= 92k, a ete mesuree sur ces films minces par la methode des courants de foucault specialement construite a cet effet. Au cours de ce travail, une etude preliminaire de pulverisation assistee par implantation ionique des ions o, ne, ar, cu, kr, xe et ba sous une energie de 150 kev a ete entreprise