mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2014-1-37-41mateltech-17Research ArticleЭпитаксиальные слои и многослойные композицииEPITAXIAL LAYERS AND MULTILAYERED COMPOSITIONSМАГНИТНЫЙ СТРУКТУРНЫЙ ЭФФЕКТ В ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНКАХ ОКСИДА ЦЕРИЯ И ЦИРКОНАТА ЛАНТАНАMAGNETIC STRUCTURAL EFFECT (MSE) IN EPITAXIAL FILMS OF CERIUM OXIDE AND LANTHANUM ZIRCONATEЧибироваФ. Х.ChibirovaF. K.

кандидат физ.−мат. наук, зав. лабораторией, e−mail:

PhD, Head of Laboratory

chibirova1@yandex.ruКотинаГ. В.KotinaG. V.

научный сотрудник

Researcher

chibirova1@yandex.ruБовинаЕ. А.BovinaE. A.

научный сотрудник

Researcher

chibirova1@yandex.ruКлочихинаА. В.KlochikhinaA. V.

научный сотрудник

Researcher

chibirova1@yandex.ruТарасоваД. В.TarasovaG. V.

старший научный сотрудник

PhD, Senior Researcher

chibirova1@yandex.ruХалиловВ. Р.KhalilovV. R.

доктор физ.−мат. наук, профессор

Doctor of Physics and Mathematics, Professor

chibirova1@yandex.ruПолисанА. А.PolysanA. A.

доктор технических наук, профессор

Doctor of Technical Science, Professor

chibirova1@yandex.ruПархоменкоЮрий НиколаевичParkhomenkoY. N.

доктор физ.−мат. наук, профессор, зав. кафедрой

Doctor of physical and mathematical sciences, Head of Chair

chibirova1@yandex.ruФГУП НИФХИ им. Л. Я. Карпова, Москва, РоссияРоссияKarpov Institute of Physical Chemistry, 105064, Moscow, Vorontsovo Pole, 10Russian FederationМосковский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 119991, Россия, Москва, Ленинские горы, 1РоссияMoscow State University, 19991, Moscow, Leninskie Gory, 1Russian FederationОАО «Гиредмет», 119017, Москва, Б. Толмачевский пер., 5, стр. 1РоссияThe Federal State Research and Design Institute of Rare Metal Industry, 119017, Moscow, B. Tolmachevsky lane, Building 5−1Russian Federation201413032015013741Copyright © Чибирова Ф.Х., Котина Г.В., Бовина Е.А., Клочихина А.В., Тарасова Д.В., Халилов В.Р., Полисан А.А., Пархоменко Ю.Н., 20152015Чибирова Ф.Х., Котина Г.В., Бовина Е.А., Клочихина А.В., Тарасова Д.В., Халилов В.Р., Полисан А.А., Пархоменко Ю.Н.Chibirova F.K., Kotina G.V., Bovina E.A., Klochikhina A.V., Tarasova G.V., Khalilov V.R., Polysan A.A., Parkhomenko Y.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/17

Увеличение плотности критического тока в высокотемпературных сверхпроводящих проводах 2-го поколения (ВТСП-2) является важнейшей задачей исследователей и производителей ВТСП-2-проводов во всем мире. Предложен новый подход к увеличению перколяционных путей для сверхпроводящего тока, а именно: увеличение количества малоугловых (<5°) межзеренных границ в эпитаксиальном сверхпроводящем слое YBCO в результате магнитной структурной обработки (МСО) буферных слоев. Представлены новые экспериментальные результаты по применению МСО для улучшения структуры и увеличение остроты текстуры буфера токонесущего элемента ВТСП-2-провода. Влияние МСО на структурные и текстурные свойства исследовано на буфере, состоящем из эпитаксиальных пленок оксида церия СеО2 и цирконата лантана La2Zr2O7 в архитектуре СеО2/4La2Zr2O7. Обнаружено влияние магнитной обработки буферной эпитаксиальной пленки La2Zr2O7 на огранку зерен пленки. На основе данных, полученных в ходе исследования на атомно-силовом микроскопе показано, что после магнитной обработки огранка зерен значительно улучшилась. Установлено, что многослойный буфер CeO2/4La2Zr2O7, каждый слой которого обработан в магнитном поле, отличает высокая степень ориентации — в рентгеновском спектре наблюдается один дифракционный пик с индексами (200). Результаты съемки методом рентгеновской дифрактометрии в области пика (200) свидетельствуют о хорошо сформированной эпитаксиальной структуре слоев CeO2 и La2Zr2O7. Обнаружено, что текстура буфера вдоль и поперек направления прокатки острее более чем на два градуса по сравнению с текстурой подложки Ni - 5 % (ат.) W.

An increase of the critical current density in the second generation high−temperature superconducting wires (2G HTS) is the major challenge for researchers and manufacturers of 2G HTS wires all over the world. We proposed a new approach to increasing the number of percolation paths for superconducting current, i.e. increasing the number of low angle grain boundaries (<5°) in the epitaxial superconducting YBCO layer by magnetic structural processing (MSP) of buffer layers. New experimental results have been presented on the application of MSP for improving the structure and increase the texture sharpness of buffer in electrical conducting element of 2G HTS wire. The influence of MCO on the structural and textural properties has been investigated in a buffer consisting of epitaxial films of cerium oxide СеО2 and lanthanum zirconate La2Zr2O7 in the СеО2/4La2Zr2O7

architecture. The influence of the magnetic processing of the epitaxial La2Zr2O7 buffer film on the shape of grains has been found. A study under an atomic force microscope has shown that after magnetic processing the shape of grains improved significantly. A multilayer CeO2/4La2Zr2O7 buffer each layer of which was processed in a magnetic field, has a high degree of orientation: only one diffraction peak with (200) indexes is observed in the X-ray spectrum. X-ray settings of diffraction peak (200) indicate a well developed epitaxial structure of CeO2 and La2Zr2O7 layers. The texture of the buffer is by more than two degrees sharper than that of the Ni−5 at.% W substrate.

высокотемпературные сверхпроводящие провода 2−го поколения (ВТСП−2)магнитная структурная обработкакритический токтекстурабуферsecond generation high−temperature superconducting wires (2G HTS)magnetic structural processingcritical currenttexturebufferРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки (Государственный контракт № 14.513.11.0005 от 11 марта 2013 г.).This work was financially supported by the Ministry of Education and Science (State contract No. 14.513.11.0005 of March 11, 2013)ReferencesChibirova, F. Kh. Magnetic structural effect in nonequilibrium defective solids // Modern Physi. Lett. B. – 2005. – V. 19. – P. 1119—1130.Chibirova F. Kh. Magnetic structural effect in nonequilibrium defective solids. Modern Physi. Lett. B. 2005, vol. 19, pp. 1119—1130.Khalilov, V. R. Effect of a constant magnetic field on an electron bound into a singular potential / V. R. Khalilov, F. Kh. Chibirova // Inter. J. Modern Phys. A. – 2006. – V. 21. – P. 3171—3179.Khalilov V. R., Chibirova F. Kh. Effect of a constant magnetic field on an electron bound into a singular potential. Inter. J. Modern Phys. A. 2006, vol. 21, pp. 3171—3179.Chibirova, F. Kh. Effect of cross uniform electromagnetic field on loosely localized electron states / F. Kh. Chibirova, V. R. Khalilov // Modern Phys. Lett. A. – 2005. – V. 20, N 9. – P. 663—671.Chibirova F. Kh., Khalilov V. R. Effect of cross uniform electromagnetic field on loosely localized electron states. Modern Phys. Lett. A. 2005, vol. 20, no. 9, pp. 663—671.Khalilov, V. R. Electron bound by a potential well in the presence of a constant uniform magnetic field / V. R. Khalilov, F. Kh. Chibirova // J. Phys. A. – 2007. – V. 40. – P. 6469—6480.Khalilov V. R., Chibirova F. Kh. Electron bound by a potential well in the presence of a constant uniform magnetic field. J. Phys. A. 2007, vol. 40, pp. 6469—6480.Чибирова, Ф. Х. Особенности перестройки дефектной структуры магнетита в вихревом магнитном поле по данным месс бауэровской спектроскопии // ЖФХ. – 2008. – Т. 82, № 9. – С. 1—3.Chibirova F. Kh. Features of reorganization of defective structure of magnetite in a vortex magnetic field according to messbauerovsky spectroscopy. Zhurnal fizicheskoi khimii. 2008, vol. 82, no. 9, pp. 1—3. (In Russ.).Чибирова, Ф. Х. Патент RU 2387050 C1. – 2009.Chibirova F. Kh. Patent RU 2387050 C1. 2009.Тарасова, Д. В. Синтез золей диоксида церия ионообменным методом / Д. В. Тарасова, Е. А. Бовина, А. М. Сергеев, М. М. Содержинова, Р. С. Дулина, Ф. Х. Чибирова // Коллоидный журнал. – 2007. – Т. 69, № 1. – С. 3—7.Tarasova D. V., Bovina E. A., Sergeev A. M., Soderzhinova M. M., Dulina R. S., Chibirova F. Kh. Synthesis fill in cerium dioxide with an ion−exchange method. Kolloidnyi zhurnal. 2007, vol. 69, no. 1, pp. 3—7. (In Russ.).Bovina, E. A. Synthesis of lanthanum zirconate hydrosols by the ion exchange method / E. A. Bovina, J. V. Tarasova, F. Kh. Chibirova // J. Phys.: Conf. Ser. – 2011. – V. 291. – P. 012037—01241.Bovina E. A., Tarasova J. V., Chibirova F. Kh. Synthesis of lanthanum zirconate hydrosols by the ion exchange method. J. Phys.: Conf. Ser. 2011, vol. 291, pp. 012037—01241.Knoth, K. Detailed investigations on La2Zr2O7 buffer layers for YBCO-coated conductors prepared by chemical solution deposi tion / K. Knoth, R. Huёhne, S. Oswald, L. Schultz, B. Holzapfel // Acta Mater. – 2007. – V. 55. – P. 517—529.Knoth K., Huёhne R., Oswald S., Schultz L., Holzapfel B. Detailed investigations on La2Zr2O7 buffer layers for YBCO-coated conductors prepared by chemical solution deposition. Acta Mater. 2007, vol. 55, pp. 517—529.Даринская, E. В. О влиянии концентрации точечных дефектов в кристаллах NaCl и LiF на поле насыщения магнитопластического эффекта / E. В. Даринская, E. Хартманн // ФТТ. – 2003. – Т. 45, № 11. – С. 2013—2016.Darinskaya E. V., Khartmann E. About influence of concentration of dot defects in NaCl and LiF crystals in the field of saturation of magnetoplastic effect. Fizika tverdogo tela. 2003, vol. 45, no. 11, pp. 2013—2016. (In Russ.).Головин, Ю. И. In situ исследование влияния магнитного поля на подвижность дислокаций в деформируемых монокристаллах KCl : Ca / Ю. И. Головин, Р. Б. Моргунов, В. E. Иванов // Там же. – 1997. – Т. 39. № 4. – С. 630—633.Golovin Yu. I., Morgunov R. B., Ivanov V. E. In situ research of influence of a magnetic field on mobility of dislocations in deformable monocrystals of KCl : Ca. Fizika tverdogo tela. 1997, vol. 39, no. 4, pp. 630—633. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.