DFabrication of $GdAlO_3$ Buffer Layers by Sol-Gel Processing

졸-겔법에 의한 $GdAlO_3$ 버퍼층의 제조

  • 방재철 (순천향대학교 신소재공학과)
  • Published : 2006.10.31

Abstract

[ $GdAlO_3(GAO)$ ] buffer layer for $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}(YBCO)$ coated superconductor wire was fabricated by sol-gel processing. Precursor solution was prepared by dissolving 1:1 stoichiometric quantaties of gadolinium nitrate hexahydrate and aluminum nitrate nonahydrate in methanol. The solution was spin-coated on $SrTiO_3(STO)$(100) single crystal substrates and heated at $1000^{\circ}C$ for 2h in wet $N_2-5%\; H_2$, atmosphere. A SEM(scanning electron microscopy) observation of the surface morphology of the GAO layer has shown that it has a faceted morphology indicating epitaxy. It was shown from x-ray diffraction(XRB) that GAO buffer layer was highly c-axis oriented epitaxial thin film with both good out-of-plane($FWHM=0.29^{\circ}$ for the (002) reflection) and in-plane ($FWHM=1.10^{\circ}$ for the {112} reflection) alignment.

[ $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}(YBCO)$ ]계 초전도 선재용 $GdAlO_3(GAO)$ 버퍼층을 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 제조하였다. 전구체 용액은 Gd 질산염과 Al 질산염을 1:1 화학양론비로 하여 메탄올에 용해하여 준비하였다. 전구체 용액을 $SrTiO_3(STO)$ (100) 단결정 기판위에 스핀 코팅하고, 수분이 포함된 $N_2-5%\; H_2$ 분위기에서 $1000^{\circ}C$에서 2시간 열처리 하였다. 열처리 후 GAO 층의 표면에 대한 주사전자현미경 관찰에 의해 GAO 층이 에피택셜의 특징인 각면 형상을 갖는 것을 알 수 있었다. X-선 회절분석에 의하면 GAO 버퍼층은 c-축으로 우선 배향된 에피택셜 박막으로써 반가폭이 각각 (002)면에서 $0.29^{\circ}(out-of-plane)$, {112}지면에서 $1.10^{\circ}(in-plane)$의 우수한 배향성을 나타내었다.

Keywords