Способ обработки сверхпроводящих пленок из В @ S @ С @ С @ О @ Советский патент 1993 года по МПК C23C14/48 

сл

С

Изобретение относится к обработке материалов в вакууме ионным внедрением и может быть использовано при создании приборов на сверхпроводящих пленках В)25г2СаСи20в. С целью повышения надежности сверхпроводящих пленок за счет улучшения механических и фрикционных свойств осуществлялась имплантация ионов аргона с энергией 30-80 кэВ и дозами 6 1013 - 4 1015 в материал сверхпроводящей Bl2Cr2CaCu20a. пленки из

Изобретение относится к технологии создания защитных слоев на сверхпроводящих пленках Bl2Sr2CaCu20e и может быть использовано при создании приборов на их основе.

Цель изобретения - повышение надежности сверхпроводящих пленок за счет улучшения механических и фрикционных свойств. Указанная цель достигается тем, что упрочненный нееверхпроводящий аморфный слой создается путем имплантации в материал сверхпроводящей пленки ионов аргона в интервале доз 6 10 Ф 4 1015 с энергией 30-80 кэВ.

Сверхпроводящие пленки помещают в вакуумную камеру и облучают по всей поверхности ионами Аг+дозой б 10 - -4

1015 с энергией 30-80 кэВ. В результате ионного воздействия начиная с дозы 6 10 см на поверхности (в слое, сравнимом с пробегом ионов) возникает

аморфная фаза. Образующийся аморфный слой обладает повышенными механическими и фрикционными свойствами. При этом сверхпроводящие свойства обьема пленки сохраняются. Дальнейшее облучение с дозой выше 4 1015 вызывает эрозию поверхности и потерю сверхпроводящих свойств обьема пенки вследствие диффузии атомов кислорода в аморфный поверхностный слой. Данный процесс стимулируется воздействием упругих волн, сопровождающих ионное облучение, Уменьшение энергии ионов ниже 30 кэВ не позволяет получать упрочненный аморфный слой в сверхпроводящей пленке достаточной толщины. При увеличении энергии ионов выше 80 кэВ сверхпроводящие свойства пленок ухудшаются, что связано с значительным увеличением толщины аморфного несверхпроводящего слоя и вследствие этого уменьшением толщины сверхпроводящей пленки.

00

СО

ю

СлЭ

сл

Пример, Сверхпроводящие пленки BlzSrsCaCuzOa (толщиной 1000 А), напыленные на подложки МдО (магнетронным методом), подвергались облучению ионами Аг+ дозами 4 1013-6 10 с энергией 40 кэВ. После облучения (см, табл.) измерялись температуры перехода в сверхпроводящее состояние (по стандартной методике четы- рехзондовым методом), микротвердость (на приборе ПМТ-3), коэффициент трения (для пары сталь ШХ-15 - сверхпроводящая плен- к а). В и н re р в а л е доз облучения 6 1013-4 101Ь микротвердость пленок BlaSrzCaCuaOe увеличивалась в 1,3-1,6 раза, а коэффициент трения уменьшился в 3-5 раз при нагрузках 5-25 г. Температура перехода в сверхпроводящее состояние почти не изменилась при облучении ионами Аг+ в этом интервале доз. Анализ профил- лограмм (снятых на профилометре-профил- лографе М-250) показал повышение класса шероховатости поверхности под действием

ионной бомбардировки с 10 до 12. Облучение дозами выше 4 10 вызывает частичную потерю сверхпроводящих свойств и снижает класс обработки поверх

0

0

5

5

ности вследствие значительного распыления до 9.

Преимуществом данного способа по отношению к прототипу является отсутствие резкой границы между упрочненным слоем и сверхпроводящей пленкой. Упрочненный слой в отличие от прототипа не наносится извне, а формируется в самой сверхпроводящей пленке, Это устраняет возможность отслаивания упрочненного слоя и возможные химические реакции на границе раздела упрочненный слой - сверхпроводящая пленка, которые могут вызывать ухудшение сверхпроводящих свойств,

Формула изобретения Способ обработки сверхпроводящих пленок из 8l2Sr2CaCuOa, включающий формирование защитного слоя на поверхности пленки, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности пленки за счет улучшения механических и фрикционных свойств, формирование защитного слоя осуществляют путем облучения поверхности пленки ионами аргона в интервале энергий 30-80 кэВ и дозой б 1013-4 1015 ион/см ,