Синтез, структура и свойства тонкопленочных нанокомпозитов на основе сверхпроводника YBa2Cu3O7-δ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.21, кандидат химических наук Бойцова, Ольга Владимировна

• Бойцова, Ольга Владимировна
• кандидат химических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат химических наук Бойцова, Ольга Владимировна

1. Введение.

2. Обзор литературы.

2.1. Сверхпроводимость.

2.1.1. Явление сверхпроводимости.

2.1.2. История открытия сверхпроводимости.

2.1.3. Типы сверхпроводников.

2.1.4. Высокотемпературные сверхпроводники.

2.1.5. Применение высокотемпературных сверхпроводников.

2.2. Высокотемпературные сверхпроводники на основе УВагСизО/.з.

2.2.1. Структура YBa2Cu307-s.

2.2.2. Сверхпроводящие свойства УВагСизСЬ-б.

2.2.3. Тонкие пленки УВагСизСЬ.а.

Методы нанесения.

Подложки.

Оптимальные условия in-situ роста.

Механизмы роста.

Общие закономерности роста тонких пленок УВагСизОу-д.

2.3. Способы увеличения плотности критического тока.

2.3.1. Пиннинг.

2.3.2. Эффективный размер центра пиннинга.

2.3.3. Влияние дефектов структуры на зависимость jc УВагСизОу-б от внешнего магнитного поля.

2.3.4. Способы создания искусственных центров пипнинга в УВагСизО?^.

2.4. Усиление пипнинга искусственными дефектами структуры УВагСизС^-б.

2.4.1. Особенности роста и сверхпроводящие свойства тонких пленок УВа2Сиз07&, содержащих включения (в т.ч. нано-) R2O3.

2.4.2. Тонкие пленки УВагСизО?^, содержащие включения вторых фаз со структурой перовскига (BaZr-Оз, ВаБпОз и др.).

2.4.3. Тонкие пленки УВагСизО?^, содержащие включения фаз со структурой, отличной от перовскита (YC11O2, ЯзТа07, ниобаты).

2.5. Выводы из обзора литературы.

3. Экспериментальная часть.

3.1. Получение тонкопленочных компози тов на основе УВачСизОу-в методом химического осаждения.

3.2. Химический анализ.

3.2.1. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) плёнок УВагСизОу^ с различным содержанием включений.

3.2.2. Определение состава и толщины тонкопленочных образцов УВагСи307-5 с различным содержанием включений методом Резерфордовского обратного рассеяния (POP).

3.3. Рентгеновская и электронная дифракция.

3.3.1. Рентгенофазовый анализ (РФА) тонкоплёночных образцов YBa2Cu307-5 с различным содержанием включений.

3.3.2. Исследование ориентации плёночных образцов методом рентгеновского ср- и ш-сканировапия.

3.3.3. Фазовый анализ и определение параметров элементарных ячеек матрицы и включений тонких пленок методом рентгеновской дифракции под скользящим углом (20Х"Ф сканирование).

3.3.4. Исследование ориентации плёночных образцов методом дифракции обратно рассеянных электронов (ДОЭ).

3.4. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения.

3.5. Исследование морфологии плёнок методами оптической, сканирующей ионной, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и атомно-енлоной микроскопии (ЛСМ).

3.6. Получение пленок УВагСизО?^ с разным кислородным содержанием и оценка индексов кислородной нестехнометрии.

3.6.1. Оценка индекса кислородной нестехиометри методом КР спектроскопии.

3.7. Измерения электрофизических н магнитных свойств сверхпроводящих пленок с различными включениями УВагСизОу.д.

3.7.1. Резистивные измерения.

3.7.2. Измерения температурных зависимостей магнитной восприимчивости.

3.7.3. Оценка плотности критического тока по модели Бина из температурной зависимости магнитной восприимчивости.

3.7.4. Измерение релаксации намагниченности ВТСП-плёнок в различных магнитных полях (определение плотности критического тока).

4. Обсуждение результатов.

4.1. Получение топких пленок УВа2СизС)7-5 на подложках 8гТЮз(001).

4.1.1. Выбор оптимальных условий роста УВагСизСЬ-б.

4.1.2. Окислительный отжиг.

4.2. Получение тонких пленок УВа2СизС)75 с разным содержанием Y2O3 на подложках 8гТЮз(001).

4.2.1. Фазовый состав.

4.2.2. Морфология пленок.

Влияние избытка Y2O3 наориешпацию кристаллитов УВа2Сщ07.5при осаждении пленок нанокомпозитов.

Свойства пленок с различным содержанием иттрия, осажденных при высокой температуре.

Тонкие пленки YBaCuO с добавкой (Ьи,У)20з.

4.3. Композитные пленки включениями ВаХгОз/ВаСсОз.

4.3.1. Элементный и фазовый состав исследуемых композитов.

4.3.2. Влияние включений на структурные свойства матрицы.

Особенности морфологии пленок УВа^СизОу.б с включениями BaZrOs и ВаСеОз. .89 Изучение напряжений между матрицей и включениями.

4.4. Сверхпроводящие свойства композитов УВагСизСЬ-б-УгОз, УВагСизС^-ЬцгОз, YBa2Cu307-5-BaZr03 и ¥Ва2Сиз07-5-ВаСе0з.

4.4.1. Сверхпроводящие свойства композитов УВагСизСЬ-з-УгОз, синтезированных при температуре 800°С.

4.4.2.Сверхпроводящие свойства композитов УВагСизС^-УгОз, синтезированных при температуре 860°С.

4.4.3. Сверхпроводящие свойства композитов УВагСизСЬ-з-ЬигОз.

4.4.4. Сверхпроводящие свойства композитов с включениями BaZrC>3 и ВаСеОз.

5. Выводы.

6. Литература.

Список сокращений:

MOCVD - химическое осаждение из паровой фазы металлорганичсских соединений, Phen - 1,10-фенантролин C^HgN,

RABiTS, Ni-RABiTS - биаксиально-текстурированный Ni,

STO - SrTi03,

YBCO - YBa2Cu3075,

BCO - ВаСеОз,

BZO - BaZr

ACM - агомно-силовая микроскопия,

ВТСП — высокотемпературные сверхпроводники,

ДПМ — 2,2,6,6-тетраметилгептан —3,5-дион,

ПЭМВР - просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения,

РЗЭ - редкоземельные элементы,

РСМА — рентгеноспектральный микроанализ,

РФА - рентгено-фазовый анализ,

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия,

ЩЗЭ - щелочноземельные элементы,

ДОЭ - дифракция обратных электронов,

POP - резерфордовское обратное рассеяние,

КТР - коэффициент термического расширения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез, структура и свойства тонкопленочных нанокомпозитов на основе сверхпроводника YBa2Cu3O7-δ»

Последние 5 лет уже столетней истории развития сверхпроводимости ознаменовались освоением технологии длинномерных проводов, в которых токонесущим сверхпроводящим слоем является тонкая пленка высокотемпературного сверхпроводника УВагСизСЬ-х (YBCO). Эти материалы, получившие название ВТСП-проводов второго поколения [1], представляют огромный интерес для электротехники и электроэнергетики, поскольку уже доказали свою эффективность при передаче электроэнергии по сверхпроводящим кабелям, при создании моторов, генераторов, токоограничителей и другого электротехнического оборудования. Сейчас уже очевидно, что создание инфраструктуры сверхпроводниковых электроэнергетических устройств, работающих при температуре жидкого азота (77К), приведет к огромной экономии средств и энергии. Эффективность применения ВТСП-проводов второго поколения в вышеперечисленных и многих других устройствах напрямую зависит от плотности критического тока (jc), характеризующей сверхпроводник, и ее устойчивости в магнитном поле Н. Высокие значения jc, присущие гетероэпитаксиальным тонким пленкам УВагСизСЬ-х, являются следствием двух обстоятельств: 1) их структура практически представляет собой мозаичный монокристалл с небольшими углами относительной разориептации соседних зерен, что исключает появление т.н. «слабых связей», сильно ограничивающих jc (этим отличается неориентированная керамика ВТСП) и 2) в их структуре присутствует большое количество неравновесных дефектов — дислокаций несоответствия, дефектов упаковки, антиструктурных дефектов, образующихся при росте пленок и способствующих пиннингу магнитных вихрей. Однако, число дефектов, усиливающих пиннинг, может быть увеличено искусственным образом, например, при облучении пленок потоками ионов высокой энергии или внедрении высокодисперспых песверхпроводящих включений, не разрушающих связности сверхпроводящих плоскостей эгштаксиальной пленки. Это последнее направление чрезвычайно важно для практической реализации ВТСП-проводов, способных «работать» в высоких магнитных полях. С другой стороны, введение инородных примесей существенно влияет на кристаллизацию и свойства пленок УВагСизС^-х , но физико-химические механизмы и эффекты этого влияния в начале данной работы не были изучены в достаточной степени. Т.о. предпринятое нами исследование имеет высокую актуальность.

В связи с этим целью настоящей работы была разработка способов увеличения плотности критического тока в тонких пленках ВТСП YBa2Cu3O7.fi путем формирования в них нановюпочений несверхпроводящих фаз, являющихся центрами пиннинга.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Поиск оптимальных условий получения пленок YBCO методом химического осаждения из пара металлорганических координационных соединений. (MOCVD).

2. Выбор материалов включений, потенциально способных повысить плотность критического тока: анализ их химической совместимости со сверхпроводником и анализ возможных эпитаксиальпых соотношений.

3. Получение композитного материала на основе YBCO на монокристаллических перовскитпых подложках.

4. Исследование микроструктуры и ориентации сверхпроводящей матрицы композита.

5. Исследование морфологии включений и ориентационных отношений матрица/включение.

6. Изучение комплекса магнитных и резистивпых свойств (температура сверхпроводящего перехода, температурные зависимости восприимчивости и электросопротивления, полевые зависимости jc) композитных плёнок с различными включениями.

7. Установление взаимосвязи состава, структуры и сверхпроводящих свойств гонкоплепочных композитов.

Научная новизна может быть сформулирована в виде следующих положений, выносимых на защиту:

1. Разработан и оптимизирован MOCVD-сингез тонких плёнок УВагСизС^д высокого текстурного совершенства, содержащих различные эпигаксиальные включения иаиометрового размера.

2. Впервые в качестве гшннингующих включений в сверхпроводящем пленочном композите, полученном методом химического осаждения из пара, использован ВаСе03.

3. Показано, что включения всех изученных видов находятся внутри матрицы в напряженном состоянии, причем эти напряжения возникают в результате сокращения сверхпроводящей матрицы вдоль с-направления при ее насыщении кислородом.

4. Впервые обнаружен эффект резкого снижения концентрации а-ориентиронанпых кристаллитов УВа2Сиз07.д в с-ориентированной матрице сверхпроводника при введении включений Y2O3 и объяснен механизм этого явления.

5. Установлены оптимальные количества включений, необходимые для эффективного повышения плотности критического тока и его устойчивости в магнитных полях.

Все утверждения, характеризующие научную новизну работы, имеют одновременно и практическую значимость, поскольку фундаментально обосновывают составы и режимы получения сверхпроводящих пленочных композитов на основе УВагСизСЬ-б на технических поликристаллических подложках — металлических лентах в технологии ВТСП-проводов второго поколения.

Работа выполнена при финансовой поддержке ЗАО «СуперОкс». Частично работа была поддержана также фондами РФФИ (07-03-92115а), НО «Глобальная энергия» (МГ-2009.04.5) и фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «У.М.Н.И.К 6206р/8525

2. Обзор литературы.

Заключение диссертации по теме «Химия твердого тела», Бойцова, Ольга Владимировна

5. Выводы

1. Методом химического осаждения из паровой фазы металлорганических соединений получены эпиТаксиальные с-ориентированные пленки УВагСизОу-а на монокристаллических подложках SrTi03 (001) с высокими сверхпроводящими характеристиками: Тс= 90К (АТ= 1 К) и jc=0.9MA/cM2

2. Разработаны подходы к получению пленок ВТСП с различными полукогерентными нановюпочениями для повышения плотности критического тока и его устойчивости во внешнем магнитном поле. Определены оптимальные Р(Ог)-Т условия осаждения сверхпроводящих композитов с нановюпочениями, в качестве которых были использованы У20з, (Ьи,У)20з, BaZr03 и ВаСеОз

3. Показано, что включения прорастают внутри сверхпроводника, будучи закономерно ориентированными относительно сверхпроводящей матрицы и подложки. Для всех полученных пленок определены эпитаксиальные соотношения матрица-пленка-подложка

4. С использованием различных вариантов рентгеновской дифракции впервые выявлено, что включения в сверхпроводящую матрицу находятся в напряженном состоянии. Характер напряжений анизотропный, наблюдается сильная деформация вдоль нормали к подложке. Впервые показано, что эти напряжения возникают не в момент кристаллизации нанокомпозита, а при последующем низкотемпературном окислении сверхпроводящей матрицы, сопровождающимся соответствующим уменьшением с-параметра ее элементарной ячейки. Величину механических напряжений включений можно регулировать, изменяя степень кислородной пестсхиометрии сверхпроводящей фазы УВа2СизОу5.

5. Установлено, что при введении включений ВаСеОз в матрицу сверхпроводника не изменяют кристаллографических свойств и критической температуры последнего, в отличие от введения включений BaZi-Оз, которые вызывают увеличение с-параметра УВагСизОу-б и значительное понижение Тс. Это различие объяснено соотношением ионных радиусов [Се(+4) > Zr(+4) ~ Си(+2)], приводящем к возможности частичного замещения ионов меди в сверхпроводнике ионами циркония.

6. Впервые показано, что небольшие включения оксида иттрия в матрицу сверхпроводящей фазы чрезвычайно сильно препятствуют образованию «-ориентированных кристаллитов YBa2Cu3O7.fi, и это является одним из факторов, благоприятствующих увеличению плотности критического тока, направленного вдоль подложки. Объяснен механизм этого явления.

7. Методом MOCVD получены тонкие эпитаксиальные пленки (У,Ьи)Ва2Сиз07.5 на подложках SrTi03(001). Показано, что лютеций при его введении в кристаллизующуюся систему УгОз-СиО-ВаО концентрируется преимущественно в сверхпроводящей фазе, вытесняя эквивалентное количество иттрия в фазу оксида (У,Ьи)2Оз, что в конечном итоге приводит к понижению стабильности jc в магнитных полях до 1Тл.

8. Показано, что за счет введения включений Y2O3, BaZr03 и ВаСеОз в оптимальных количествах увеличивается плотность критического тока эпитаксиальных пленок сверхпроводника УВа2Сиз07й и устойчивость jc в магнитных полях до 1 Тл. Превышение оптимального содержания для всех типов включений приводит к ухудшению эпитаксиального качества сверхпроводящей матрицы и ее транспортных характеристик.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Бойцова, Ольга Владимировна, 2010 год

1. Токонесущие ленты второго поколения на основе высокотемпературных сверхпроводников, под ред. А. Гояла // М: ЛКИ. 2009.

2. Дж. Бардин, JI. Купер, Дж. Шриффер // В сб.: "Теория сверхпроводимости" Под ред. Н.Н. Боголюбова.М.: ИЛ. 1960. с. 103

3. К. Н. Onnes, On the sudden change in the rate at which the resistance of mercury disappears // Comm. Leiden. 1911. 124c

4. J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Yu. Zenitani, J. Akimitsu, Superconductivity at 39K in magnesium diboride // Nature. 2001. v. 410. 63-64

5. Y. Kamihara, H. Hiramatsu, M. Hirano, R. Kawamura, II. Yanagi, T. Kamiya, H. Hosono, Iron-based layered superconductor: LaOFeP // J. Am. Chem. Soc. 2006. v. 128(31). 10012-10013

6. Yo. Kamihara, T. Watanabe, M. Hirano, H. Hosono, Iron-based layered superconductor LaOixF4FeAs (x = 0.05-0.12) with Tc = 26K. // J. Am. Chem. Soc. 2008. v. 130(11). 3296-3297

7. G.F. Chen, Z. Li, D. Wu, G. Li, W.Z. Hu, J. Dong, P. Zheng, J.L. Luo, N.L. Wang, Superconductivity at 41К and its competition with spin-density-wave instability in layered CeObxFxFeAs // Phys. Rev. Lett., 2008. v. 100. 247002-247005

8. X.H. Chen, T. Wu, G. Wu, R.H. Liu, H. Chen, D.F. Fang, Superconductivity at 43K in SmFeAsOi JF* // Nature (London). 2008. v. 453. 761-762

9. P. Cheng, L. Fang, H. Yang, X.-Y. Zhu, G. Mu, H.-Q. Luo, Z.-S. Wang, H.H. Wen, Superconductivity at 36 К in gadolinium-arsenide oxides GdOi-xFxFeAs // Sci. China. G. 2008. v. 51. 719

10. J. Yang, Z.-C. Li, W. Lu, W. Yi, X. Shen, Z. Ren, G. Che, X. Dong, L. Sun, F. Zhou, Z. Zhao, Superconductivity at 53.5K in GdFeAsO^s // Supercond. Sci. Technol. 2008. v. 21(8). 082001.

11. H. Wen, G. Mu, L. Fang, H. Yang, X. Zhu, Superconductivity at 25 К in hole-doped (La,.xSr4)OFeAs // Europhys. Lett. 2008. v. 82. 17009

12. M. Rotter, M. Tegel, D. Johrendt, Superconductivity at 38 К in the Iron Arsenide (Ba^K.OFezAsz // Phys. Rev. Lett. 2008. v. 101. 107006

13. Zh.-A. Ren, Superconductivity and phase diagram in iron-based arsenic-oxides ReFeAsOi-g (Re = rare-earth metal) without fluorine doping // EPL (Europhysics Letters). 2008. v. 83. 7002

14. S. Weidong, L. Zhi-Wei, J. Qing, Y. Wei-Guo, Zh. Yuan, G. Gcnda, P.D. Johnson, Q. Li, Enhanced superconducting transition temperature in FeSeo.sTeo.s thin films // Appl. Phys Lett. 2009. v. 95. 052504

15. B.T. Matthias, Т.Н. Geballe, S. Geller, E. Corenzwit, Superconductivity of NbsSn // Physical Review. 1954 .v. 95(6). 1435

16. M.K. Wu, J.R. Ashburn, C.J. Torng, P.H. Hor, R.L. Meng, L. Gao, Z.J. Huang, Y.Q. Wang, C.W. Chu, Superconductivity at 93K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-0 compound system at ambient pressure // Physical Review Letters. 1987. v. 58(9). 908-910

17. H. Maeda, Y. Tanaka, M. Fukutomi, T. Asano, A new high-T^ oxide superconductor without a rare earth element // Japanese Journal of Applied Physics. 1988. v. 27. 209-210

18. Sheng Z.Z., A.M. Hermann, Bulk superconductivity at 120 К in the Tl-Ca/Ba-Cu-0 system //Nature. 1988. v. 332. 138.

19. S.N. Putilin, E.V. Antipov, O. Chmaissem, M. Marezio, Superconductivity at 94 К in HgBa2Cu04+s //Nature. 1993. v. 362. 226

20. A. Schilling, M. Cantoni, J.D. Guo, H.R. Ott, Superconductivity above 130 К in the Hg-Ba-Ca-Cu-0 system // Nature. 1993. v. 363. 56-58

21. J.G. Bednorz, K.A. Mueller, Possible high Tc superconductivity in the Ba-La-Cu-0 system // Zeitschrift fur Physik B. 1986. v. 64. 189-193

22. C.H. Rosner, Superconductivity: star technology for the 21st century // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2001. v. 11(1). 39-48

23. R.R. Mansour, Microwave superconductivity // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2002. v. 50(3). 750-759.

24. Special Issue on Application of Superconductivity, Proceedings of the IEEE 2004. v. 92(10)

25. C. Villard, C. Peroz, B. Guinand, P. Tixador, Limitation of DCCurrents by YBa2Cu3C>7.5-Au Superconducting Films // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2005. v.15(1). 11-16

26. E.B. Антипов, JI.H. Лыкова, JI.M. Ковба, Кристаллохимия сверхпроводящих оксидов // ЖВХО. 1989. вып. 34. стр. 458.

27. О.В. Франк-Каменецкая, Т.Н. Каминская, А.В. Нардов, Т.И. Иванова, Кристаллические структуры ВТСП // Высокотемпературная сверхпроводимость: фундаментальные и прикладные исследования. 1990. стр. 190-265.

28. A.M. Абакумов, E.B. Антипов, Jl.M. Ковба, Е.М. Копнин, С.Н. Путилин, Р.В. Шпанченко, Сложные оксиды со структурами когерентного срастания // Успехи Химии. 1995. вып. 64. стр. 769.

29. В. Raveau, С. Michel, М. Hervieu, Layered cuprates with double and tripple copper layers: structure and superconductivity // Journal of Solid State Chemistry. 1990. v. 88. 140.

30. C. Park, R.L. Snyder, Structures of high temperature cuprate superconductors // Journal of the American Chemical Society 1995. v. 78. 3171.

31. F. Izumi, E. Takayama-Muromachi, Crystal structure and phase equilibrium // High temperature superconducting materials science and engineering. Pergamon. Oxford. 1994

32. J.M.S. Skakle, A.R. West, Formation and decomposition of ЕаВа2Сиз07.§ // Journal of Materials Chemistry. 1994. v. 4. 1745-1748

33. Y. Tokura, T. Arima, New classification method for layer copper oxide compounds and its application to design of new high Tc superconductors // Japanese Journal of Applied Physics. 1990. v. 29.2388

34. H. Zhou, B. Maiorov, H. Wang, J. L. MacManus-Driscoll, T.G. Holesinger, L. Civale, Q.X. Jia, S.R. Foltyn, Improved microstructure and enhanced low-field Jc in (Уо.б7Еио.зз)Ва2Сиз07-б films // Supercond. Sci. Technol. 2008. v. 21. 025001

35. J.G. Lin, C.Y. Huang, Y.Y. Xue, C.W. Chu, X.W. Cao, J.C. Ho, Origin of the R-ion effect on Tc in RBa2Cu307 // Physical Review. 1995. v. 51. 12900.

36. S.V. Samoylenkov, O.Yu. Gorbenko, A.R. Kaul, An analysis of charge carriers distribution in RBa2Cu307 using the calculation of bond valcnce sums // Physica C. 1997. v. 278. 49

37. J.J. Neumeier, H.A. Zimmermann, Pressure dependence of the superconducting transition temperature of YBa2Cu307 as a function of carrier concentration: a test for a simple charge-transfer model // Physical Review. 1993. v. 47. 8385

38. J.L. McManus-Driscoll, Recent developments in conductor processing of high irreversibility field superconductors // Annual Review of Material Science. 1998. v. 28. 421

39. P. Arendt, Los Alamos Nat. Lab., personal communication, September 2005; with additions of H.C. Freyhardt.

40. P. Berberich, В. Utz, W. Prusseit, H. Kinder, Homogeneous high quality YBCO films on 3" and 4" substrates // Physica C. 1994. v. 219. 497-504,

41. K. Shinohara, V. Matijasevic, P. Rosenthal, A.F. Marshall, R.H. Hammond, M.R. Beasley, In-situ growth of YBaCuO films at low oxygen pressure // Physica C. 1991. v. 185-189. 21192120

42. J.N. Eckstein, I. Bozovic, D.G. Schlom, J.S. Harris, Growth of superconducting Bi2Sr2Can.iCunOx thin films by atomically layered epitaxy // Journal Appl. Phys. Lett. 1990. v. 57. 1049-1051

43. J.P. Locquet, A. Cantana, E. Machlerm, C. Gerber, J.G. Bednorz, Block-by-block deposition: a new growth method for complex oxide thin films // Appl. Phys. Lett. 1994. v. 64. 372-374

44. M. Leskela, H. Mosla, L. Niinisto, Chemical vapour deposition of high-Tc superconducting thin films // Supercond. Sci. Technol. 1993. v. 6. 627-656

45. H.C. Freyhardt. R. Wordenweber, B. Utz, A. Usoskin, Y. Yamada, Physical vapour thin film deposition techniques // Handbook of Superconducting Materials, D.A. Cardwell, D.S. Ginsley, eds. loP. Bristol. 2003. 741.

46. H.C. Freyhardt, E.E. Hellstrom, High-temperature superconductors: a review ofYBa2Cu306+x and (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu30io // Springer New York, International Cryogenics Monograph Series part 4. 303-339

47. J.M. Phillips, Substrate selection for high-temperature superconducting thin films // J Appl. Phys. 1996.v. 79(4). 1829-1848

48. F.S. Galasso, Perovskites and High Tc Superconductors // New York Gordon and Breach. 1990

49. R.H. Hammond, V. Matijasevic, R. Bormanm, In: R.D. McConnell, R. Noufi, etc Science and Technology of thin films 2 New York: Plenum. 1990.395-401

50. R.W. Vook, Structure and growth of thin films // Int. Metals Rev.1982. v. 27. 209-245

51. M. Ohring, Materials science of thin films, deposition and structure // 2-nd cd., Elsevier Science & Technology Books. 2001. 794 .

52. C.B. Самойленков, Тонкие эпитаксиальные пленки 11Ва2Сиз07-5: химическое осаждение из паровой фазы, структура и свойства. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Химический факультет МГУ. 1999

53. M. Doudkowsky, J. Santiso, S. Berton, A. Figueras, J. Bassas, Barium incorporation in c-axis oriented YBCO thin films deposited by metalorganic chemical vapor deposition // Physica C. 1997. v. 288. 1-9.

54. C. Grigis, S. Schamm, Element and phase identification via fine stueture analysis in EELS: application to M0CVD-YBa2Cu307-5 thin films // Ultramicroscopy. 1998. v. 74. 159-167.

55. P.E. Kazin, Yu.D. Tretyakov, Nanostructured Oxide Superconductors // Nanomaterials Handbook, ed. Yu. Gogotsi, Boca Raton-London-New York: CRC-Press. 2006. Chapter 15. 455-474

56. Ed. Murakami M., Melt processed high-temperature superconductors, Singapore: World Scientific Publishing. 1992. p 361

57. L.D. Cooley, L.R. Motowidlo, Advances in high-field superconducting composites by addition of artificial pinning centres to niobium-titanium // Supercond. Sci. Technol. 1999. v. 12. R135-R151

58. S.R. Foltyn, L. Civale, J.L. MacManus-Driscoll, Q.X. Jia, B. Maiorov, 11. Wang, M. Maley, Materials science challenges for high-temperature superconducting wire // Nature Mat. 2007. v. 6. 631-642

59. G. Stejic et al., Effect of geometry on the critical currents of thin films // Phys. Rev. B. 1994. v. 49. 1274-1288

60. A.A. Жуков, В.В. Мощалков, Критическая плотность тока в высокотемпературных сверхпроводниках (обзор) // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. 1991. вып. 4(5). 850-888

61. N. Takezawa, K. Fukushima, Optimal size of an insulating inclusion acting as a pinning center for magnetic flux in superconductors: calculation of pinning force, Physica C. 1997. v. 290.31-37

62. J. Giapintzakis et al., Production and identification of flux-pinning defects by electron irradiation in YBa2Cu307.5 single crystal // Phys. Rev. B. 1992. v. 45. 10677-10683

63. L. Civale et al., Defect independence of the irreversibility line in proton irradiated Y-Ba-Cu-0 crystal // Phys. Rev.Lett. 1990. v. 65. 1164-1167

64. L. Civale et al., Vortex confinement by columnar defects in YBa2Cu307 crystal: enchaned pinning at high field and temperatures // Phys. Rev. Lett. 1991. v. 67. 648-651

65. Р.Ф. Коноплева, Б.А. Борисов, И.В. Назаркин, В.А. Чеканов, Исследование критического тока в YBaCuO пленках в процессе облучения нейтронами реактора в низкотемпературной гелиевой петле при температурах 25-300К // ФТТ 40. 1998. вып 11. 1961

66. B. Maiorov, H. Wang, S.R. Foltyn, Y. Li, R. DePaula, L. Stan, P.N. Arendt, L. Civale, Influence of naturally grown nanoparticles at the buffer layer in the flux pinning in УВа2Сиз07 coated conductors // Supercond. Sci. Technol. 2006. v. 19. 891-895

67. J. Hanisch, C. Cai, R. Huhne, L. Schultz, B. Holzapfel, Formation of nanosized Ва1гОз precipitates and their contribution to flux pinning in Ir-doped УВа2Сиз07й quasi-multilayers // Appl. Phys. Lett. 2005. v. 86. 122508.

68. K. Yuki, A research for controlling nanorod diameter in BaNb206 doped 11ЕВа2Сиз07-5 films//Physica С. 2008. v. 468(15-20). 1861-1863

69. V. Selvamanickam, Y. Yie, J. Reeves, in US Department of Energy Superconductivity for Electric Systems Annual Peer Review (Arlington, Virginia, 2006); available at <http://www.energetics.com/meetings/supercon06/agcnda>.

70. S.H. Wee, A. Goyal, P.M. Martin, J. Li, M. Paranthaman, L. Ileatherly, Strong flux-pinning in epitaxial NdBa2Cu3075 films with columnar defects comprised of self-assembled nanodots of BaZr03 // Supercond. Sci. Technol. 2006. v. 19. L42-L45

71. J.M. Hyijbregtse, B. Dam, R.C.F. Van der Geest, F.C. Klaassen, R. Elberse, J.H. Rector, R. Griessen, Natural strong pinning sites in laser-ablated YBa2Cu307.g thin films // Phys. Rev. B. 2000. v. 62. 1338-1349

72. K. Matsumoto, T. Horide, A. Ichinose, S. Horii, Y. Yoshida, M. Mukaida, Critical current control in YBa2Cii307-5 films using artificial pinning centers // Jpn. J. Appl. Phys. 2005. v. II 44. L246

73. K. Develos-Bagarinao, H. Yamasaki, K. Ohki, Flux pinning properties of YBCO/DyBCO multilayers //J.Appl. Phys. 2008. v. 104. 063907

74. A. Crisan, S. Fujiwara, J.C. Nie, A. Sundaresan, H. lhara, Sputtered nanodots: a costless method for inducing effective pinning centers in superconducting films // Appl. Phys. Lett. 2001. v. 79. 4547- 4549

75. T. Haugan, P.N. Barnes, R. Wheeler, F. Meisenkothen, M. Sumption, Addition of nanoparticle dispersions to enhance flux pinning of the УВа2Сиз07.д superconductor // Nature (London). 2004. 430. 867

76. A.R. Kaul, O.Yu. Gorbenko, I.E. Graboy, S.V. Samoilenkov, Epitaxial stabilization of oxide phases in thin film growth, Research Signpost. Crystal Growth in Thin Solid Films: Control of Epitaxy. 2002. v. 265

77. M. Park, M.J. Kramer, K.W. Dennis, R.W. McCallum, Phase equilibria in the Pr-Ba-Cu-0 system under varied oxygen partial pressures // Physica C. 1996. v. 259. 43

78. K. Verbist, A.L. Vasiliev, G. Van Tendeloo, Y2O3 inclusions in УВа2Сиз07.х thin films // Applied Physics Letters. 1995. v. 66. 1424-1426

79. T.I. Selinder, U. Helmersson, Z. Han, R.L. Wallenberg, Structural characterization of yttria (Y2O3) inclusions in YBa2Cu307.x films: growth model and effect on critical current density // Thin Solid Films. 1993. v. 229. 237

80. F.J. Baca, D. Fisher, R.L.S. Emergo, J.Z. Wu, Pore formation and increased critical current density in УВа2СизОх films deposited on a substrate surface modulated by Y2O3 nanoparticles // Superconductor Science and Technology. 2007. v. 20. 554.

81. J.R. Thompson, H.J. Kim, C. Cantoni, D.K. Christen, R. Feenstra, D. Verebelyi, Self-organized current transport through low-angle grain boundaries in УВа2Сиз07.5 // Physical Review. 2004. v. 69. 104509

82. Y.N. Ovchinnikov, B.I. Ivlev, Pinning in layered inhomogeneous superconductors // Physica Review. 1991. v. 43. 8024

83. P. Mele, K. Matsumoto, T. Horide, A. Ichinose, M. Mukaida, Y. Yoshida, S. Horii, Enhanced high-field performance in PLD films fabricated by ablation of YSZ-added YBa2Cu307-A- target// Supercond. Sci. Technol. 2007. v. 20. 244-250

84. J. Hanisch, C. Cai, R. Huhne, L. Schultz, B. Holzapfel, Formation of nanosized Ва1гОз precipitates and their contribution to flux pinning in Ir-doped УВа2Сиз07£ quasi-multilayers // Appl. Phys. Lett. 2005. v. 86. 122508

85. S. Engel, T. Thcrsleff, R. Huhne, L. Schultz, B. Holzapfel, Enhanced flux pinning in YBa2Cu307 layers by the formation of nanosized ВаНГОз precipitates using the chemical deposition method // Appl. Phys. Lett. 2007. v. 90. 102505

86. C.V. Varanasi, P.N. Barnes, J. Burke, L. Brunke, I. Maartense, T.J. Haugan, E.A. Stinzianni, K.A. Dunn, P. Haldar, Flux pinning enhancement in УВагСизОу^ films with BaSnC>3 nanoparticles // Supercond. Sci. Technol. 2006. v. 19. L37

87. A.F. Marshall, V. Matijasevic, P. Rosenthal, K. Shinohara, R.H. Hammond, M.R. Beasely, Microstructure of Си- and Y-rich УВа2СизОу thin films: identification of CuY02 phase // Appl. Phys. Lett. 1990. v. 57. 1158

88. M.A. Marquardt, N.A. Ashmore, D.P. Cann, Crystal chemistry and electrical properties of the delafossite structure // Thin Solid Films. 2006. v. 496. 146-156

89. V. Garlea et.al., Synthesis and neutron powder diffraction structural analysis of oxidized delafossite YCu02.5// Solid State Science. 2006. v. 8. 457-461

90. R. Kita, S. Kato, T. Nakamura, O. Miura, R. Teranishi, S. Yasunaga, H. Kai, M. Mukaida, A. Ichinose, K. Matsumoto, S. Horii, Y. Yoshida, Stability of Ba related oxides in REBa2Cu30y // Physica C. 2008. v. 468(15-20). 1391-1394

91. H. Kai, M. Mukaida, N. Mori, R. Teranishi, K. Yamada, K. Matsumoto, Y. Yoshida, S. Horii, R. Kita, S. Kato, A. Ichinose, Superconducting properties and microstructure of PLD-ErBa2Cu307-5 film with BaNb206 // Physica C. 2007. v. 463-465. 895-899

92. P.E. Kazin, Т.Е. Os'kina, Yu.D. Tretyakov, AC susceptibility weak link characterization in the Bi-Pb-Ca-Sr-Cu-0 thick films on (in) Ag tape // Appl. Supercond. 1993. v. 1(7-9). 1007-1013

93. J. Schroeder, M. Mehrod, M. Ye, R. Deltour, S. Pozigun, P.E. Kazi, Critical current density of high quality УВа2СизОу thin films determined indirectly from AC magnetic susceptibility. // Proc. EUCAS'95, Edinburg, 1995. v. 2. Suppl. P. 983-986

94. C.P. Bean, Magnetization of hard superconductors // Phys. Rev. Lett. 1962. v. 8(6). 250-253.

95. Science and Technology of thin film superconductors 2, ed. Robert D. mcConnell, Denver, Colorado, 1990

96. R. Feenstra, T.B. Lindemer, J.B. Budai, M.D. Galloway //J.Appl. Phys. 1991. v. 69. 6569

97. R. Singh, S. Sinha, N.J. Hsu, P. Chou, Superconducting thin films of Y-Ba-Cu-0 prepared by metalorganic chemical vapor deposition // Journal of Applied Physics. 1990. v. 67. 1562

98. G. Meng, Formation and characterization of YBa2Cu307-d high-Tc thin films by MOCVD with single mixed precursor// Physica C. 1993. v. 214. 297

99. M. Matsubara, I. Hirabayashi, Preparation of ultra-flat YBCO thin films by MOCVD layer-by-layer deposition // Applied Surface Science. 1994. v. 82/83. 494.

100. B. Guttler, et al., Quantitative evaluation of the oxygen content in УВа2СизОу-з epitaxially grown thin films using near-infrared excited Raman spectrometry // Physica C. 1995. v. 251. 165-170

101. V.A. Maroni, et al., On-line characterization of YBCO coated conductors using Raman spectroscopy methods // Appl. Spectroscopy. 2007. v. 61(4). 359-366

102. X.Y. Zheng, D.H. Lowndes, S. Zhu, J.D. Budai, R.J. Warmack, Early stages of YBa2Cu307.5 epitaxial growth on MgO and SrTi03 // Phys Rev. 1992. v. В 45. 7584-7587

103. С. Klemenz, H.J. Scheel, Flat УВа2СизОу.х layers for planar tunnel-device technology // Physica C. 1996. v. 265. 126-134

104. N. Matskevich, W. Thomas, Synthesis and physico-chemical properties of phase-pure ceramic LuBCO // Thhermochimia Acte. 2008. v.467(l). 113-116

105. S.V. Samoylenlcov, O.Yu. Gorbenko, A.R. Kaul, Ya.A.Rebane, V.L. Svechnikov, H.W. Zandbergen // Joural Alloys and Compounds. 1997. v. 251(1). 342-346

106. L. Vegard, Die Konstitution der Mischkristalle und die Raumfullung der Atome // Zeitschrift fUr Physik A Hadrons and Nuclei. 1921. v. 5(1). 17-26

107. R.D. Shannon, C.T. Prewitt, Effective ionic radii in oxides and fluorides // Acta Cryst. 1969. v. B25. 925-946

108. Zh. Zhong, Stability and conductivity study of BaCeo.9-xZrxYo.i02 95 systems // Solid State Ionics. 2007. v. 178. 213-220

109. S. Yamanaka, T. Matsuda, K. Kurosaki, M.Uno, Thermo-chemical and -physical properties of BaM03 // J. Nucl. Sci. Technol. Suppl. 2002. v. 3. 709

110. Y.J. Tian, S. Linzen, F. Schmidl, A. Matthes, H. Schneidewind, P. Seidel, On ageing and critical thickness of УВа2Сиз07 films on Si with Ce02/YSZ buffer layers // Thin Solid Films. 1999. v. 338.2241. БЛАГОДАРНОСТИ

111. A.В. Васильева (Факультет наук о материалах) за квалифицированную помощь при проведении аналитических исследований, а также студентов М.Е. Мойзыха и

112. B.Ю. Чендева за помощь в экспериментальной работе.

113. Автор выражает искреннюю благодарность лично Л.И. Буровой, к.х.н. И.Е. Корсакову, к.х.н. А.В. Бледнову, к.х.н. Г.А. Досовицкому, к.х.н. К.С. Напольскому и всем тем людям, которые причастны к его становлению, профессиональному и научному.

114. И, наконец, самую сердечную благодарность автор выражает родителям за терпение и постоянную поддержку.