Analysis of Thermodynamics in BiSrCaCuO Thin Films Fabricated by Using the i-beam sputtering method

High duality BiSrCaCuO thin films fabricated by using the i-beam sputtering method at various substrate temperatures, $T_{sub}$ and oxidation gas pressures, $pO_3$. The correlation diagrams of the BiSrCaCuO phases with Tsub and $pO_3$ are established in the 2212 and 2223 compositional films. In spite of 2212 compositional sputtering, Bi2201 and Bi2223 as well as Bi2212 phases come out as stable phases depending on $T_{sub}$ and $pO_3$. From these results, the thermodynamic evaluation of ${\Delta}H$ and${\Delta}S$, which are related with Gibbs' free energy change for single Bi2212 or Bi2223 phase, was performed.

i-beam 스퍼터링 법으로 제작한 BiSrCaCuO 박막의 열역학분석

다양한 기판 온도와 산화 가스 압력 하에서 i-beam 스퍼터링 법으로 BiSrCaCuO 박막을 제작하였다. 기판온도 $T_{sub}$와 산화 가스 압력 $pO_3$를 변화시키며 제작된 Bi2212 및 Bi2223 박막의 생성상도를 작성하였다. Bi2212 조성으로 스퍼터링 하였으나 Bi2212 상 뿐 아니라 Bi2201 상과 Bi2223 상이 모두 생성되었고, Bi2212나 Bi2223 단상은 매우 좁은 온도 영역에서만 형성되었다. 생성 엔탈피의 변화 ${\Delta}{\bar}HO_2$와 생성 엔트로피의 변화 ${\Delta}{\bar}SO_2$에 대한 열역학적인 계산을 통해 Bi2212 단상이 형성된 경우 각각 -260 kJ/mol 및 $-225J/mol{\cdot}K$의 값을 얻었다.