Study on deposition condition of epitaxial $Y_2O_3$ buffer layer deposited on textured metal substrates for $YBa_2Cu_3O_7$ coated conductors

YBCO Coated Conductor를 위한 texture된 금속 기판위의 epitaxial $Y_2O_3$ 완충층 증착 조건에 관한 연구

  • Shin, K.C. (Department of Inorganic Materials Engineering, Pusan National Univ) ;
  • Ko, R.K. (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Park, Y.M. (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Chung, J.K. (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Shi, Dongqi (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Choi, S.J. (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Song, K.J. (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Park, C. (Applied Superconductivity Laboratory, Korea Electrotechnology Research Institute) ;
  • Son, Y.G. (Department of Inorganic Materials Engineering, Pusan National Univ.)
  • Published : 2003.07.10

Abstract

2세대 초전도 선재로 알려져 있는 $YBa_2Cu_3O_{7-\delta}$ coated conductor는 금속모재/완충층/초전도층/보호층의 구조를 가진다. 2개 이상의 산화물 다층 박막으로 이루어진 완충층은 금속기판의 집합조직을 초전도층까지 전달하는 역할, 금속기판의 금속이 초전도층으로 확산되어 초전도층의 전기적 특성을 열화시키는 것을 막아주는 확산장벽으로의 역할 등을 수행한다. 1차 완충층은 금속기판의 집합조직을 유지하여야하며, 금속기판의 산화를 방지하면서 증착 되어야 한다. coated conductor 제조를 위한 첫 단계로 Pulsed Laser Deposition법을 이용하여 cube texture된 Ni 기판 위에 $Y_2O_3$ 박막을 증착 하였다. 최적의 증착 조건을 찾기 위해 증착 챔버의 산소 및 $H_2/Ar$ 혼합가스 분압과 기판온도를 변화시키면서 증착 하였다. $Y_2O_3$층의 (100) 집합조직은 기판온도 $600{\sim}700^{\circ}C$와 산소 분압 $0.01{\sim}0.1mTorr$에서 증착된 Y2O3 박막에서 금속기판과 유사한 집합조직을 얻을 수 있었다. 최적의 증착 조건에서 $Y_2O_3$ (222) ${\Phi}-scan$의 full width at half maximum (fwhm)이 $11^{\circ}$이고 (400) ${\omega}-scan$ fwhm은 $6^{\circ}$이었다.

Keywords