Couches minces supraconductrices à haute température critique : preparation in-situ de films orientés de YBa ₂CU ₃O _7-X par depôt plasma

(Reçu le 16 mars 1990, révisé le 31 août 1990, accepté le 11 octobre 1990)

Abstract
Superconducting thin-films of YBa ₂CU ₃O _7-X material have been grown in situ by single target d.c. sputtering, Single-crystal (100)MgO, (100)SrTiO ₃ and (110)SrTiO ₃ substrates were heated between 600 and 700 C and the film orientation has been studied as a function of substrate temperature. X-ray diffraction photographs, taken in a Weissenberg camera, were used to study the in-plane orientation of the films and to determine the epitaxial growth relations with the substrates. Films displayed only textured growth near 650 C and epitaxial growth near 700 C. These thin-films have been measured by resistive and inductive techniques. Best samples, obtained on SrTiO ₃, exibit onsets between 87 and 89 K, ( R = 0) between 85 and 87 K and critical current densities of about 10 ⁶ A cm ^-2 at 77 K. The transition width of these samples, as determined from the inductive response, is less than 1 K. We observed a clear correlation between the width of the a.c. inductive transition and the film quality and used this sensitive method for deposition-parameter optimization.

Résumé
Des couches minces du matériau supraconducteur YBa ₂CU ₃O _7-X ont été préparées in situ par pulvérisation cathodique diode continue monocible sur des substrats monocristallins (100)MgO, (100)SrTiO ₃ et (110)SrTiO ₃ chauffés entre 600 et 700 C. L'orientation des films obtenus a été étudiée en fonction de la température du substrat. L'étude aux rayons X par application de la méthode du cristal tournant a permis d'observer le passage d'une croissance texturée à une croissance épitaxiale vers 700 C et de déterminer les relations d'épitaxie avec les divers substrats. Les films ont été caractérisés par mesures résistives et inductives. Les meilleurs échantillons, déposés sur SrTiO ₃, présentent des températures de début de transition résistive comprises entre 87 à 89 K, des températures de fin de transition ( R = 0) de 85 à 87 K et des densités de courant critique (77 K) de l'ordre de 10 ⁶ A cm ^-2. Les largeurs de transition, déterminées par la méthode inductive, sont inférieures à 1 K. La réponse inductive est d'ailleurs fortement corrélée à la qualité des films et constitue une méthode de choix pour déterminer les conditions optimales de préparation.