Croissance epitaxiale et proprietes des couches minces et multicouches a base d'yba2cu3o7 et prba2cu3o7 par pulverisation cathodique magnetron pour dispositifs

par GABRIELLE GARZ

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de C. GONZALEZ.

Soutenue en 1994

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

Nous avons effectue une etude comparative de la croissance epitaxiale des films d'ybacuo et de prbacuo orientes avec l'axe c ou l'axe a perpendiculaire au plan de croissance au moyen de deux variantes de la pulverisation cathodique magnetron: la pulverisation cathodique magnetron rf a geometrie dans l'axe et la pulverisation cathodique magnetron dc a geometrie hors-axe (cathode creuse). Nous avons montre que l'optimisation des proprietes cristallographiques, electriques et de la morphologie de surface des films c depend fortement de la nature du plasma de pulverisation. Dans la geometrie plane, lorsque la croissance se fait a faible pression totale les proprietes supraconductrices des films sont degradees a cause des defauts produits dans le sous-reseau d'oxygene par le bombardement d'ions tres energetiques. Les films d'ybacuo de bonne qualite sont obtenus uniquement par depot a haute pression totale ou avec la geometrie hors-axe. L'obtention de faibles rugosites se fait dans une gamme etroite de pression totale, de pression partielle d'oxygene et de temperature du substrat. L'epitaxie dans le plan de croissance est principalement controlee par la temperature du substrat. Les films a sont obtenus par deux procedes de croissance. Le depot a basse temperature permet d'obtenir des films bien oxydes mais avec un sous-reseau d'oxygene perturbe et des proprietes supraconductrices degradees (tc<50 k). Le depot en deux etapes qui utilise une couche tampon d'ybacuo est efficace pour eliminer le desordre du sous-reseau d'oxygene et obtenir des films qui ont des temperatures critiques autour de 85 k. La dynamique de croissance de prbacuo est comparable a celle d'ybacuo. Il existe un recouvrement des conditions de croissance optimisee du point de vue de la cristallinite et de la morphologie de surface qui nous a permis de realiser des super-reseaux orientes a et c. La qualite des films d'ybacuo optimises a ete testee grace a la realisation de jonctions josephson par joint de grain artificiel soit par gravure d'une marche dans le substrat soit sur des substrats bicristaux

Titre traduit

Epitaxial growth and properties of yba2cu3o7 and prba2cu3o7 thin films and multilayers by magnetron sputtering for devices

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