Материал: Микро- и наноструктурированные материалы. Репортаж из пятого измерения (Третьяков), 2008, c.182

NdBa2Cu3Oz

и,

с

противоположной

нетекстурированного

серебра.

Создание

стороны, -

полоса фазы Yb2BaCuO5,

такого поверхностного рельефа обеспечивало

усиливающая концентрационный градиент и

взаимную ориентацию в плоскости (ab) до

предотвращающая образование ВТСП-фазы в

90% растущих из расплава кристаллитов.

прилегающей к ней области. При охлаждении

В основе метода лежит целый ряд

системы после пропитки расплавом около

физико-химических явлений: специфические

затравочной

полосы

начинают

аспекты

смачивания,

поверхностного

образовываться кристаллиты ВТСП-фазы,

натяжения

и

мениска,

гетерогенного

имеющие, как и затравки, произвольные

зародышеобразования,

перераспределения

начальные ориентацию и направление роста.

компонентов

расплава;

капиллярные

В процессе роста таких кристаллитов

эффекты;

эффекты

кристаллизационного

выживает

наиболее

быстро

растущее

давления; топографическое влияние стенок

направление и тем самым происходит

элементов рельефа. Процесс достаточно

геометрическая селекция кристаллитов. Как

универсален

и

позволяет

текстурировать

результат, пространственное развитие всего

совершенно

различные

материалы

на

ансамбля

кристаллитов

после

переходной

практически произвольных подложках. При

зоны происходит согласованно, в одном и том

детальной и тщательной проработке он может

же

направлении.

Экспериментальное

привести

к

полному

текстурированию

подтверждение

эффективности

приема

материала

поликристаллического

слоя в

текстурирования

толстых

пленок

с

соответствии

с

симметрией расположения

использованием

концентрационного

искусственных элементов рельефа.

градиента

открывает

широкие

перспективы

Это

явление

называют

по-разному:

для создание новых технологий создания

«графоэпитаксия», «графотекстурирование»,

текстурированных

слоев

функциональных

флюидная

самосборка,

микрореплики,

материалов.

однако, вероятно, недалек тот день, когда

Наиболее популярный в настоящее время

подобные

наукоемкие

«гибридные»

метод эпитаксии эффективен лишь для

технологии

начнут

приносить

свои

тонких (~1мкм) пленок при использовании

практические

дивиденды.

А

пока

дорогих

монокристаллических

подложек.

«самосборка»

представляет

собой

Кроме того, методы осаждения тонких пленок

перспективную

область исследований

для

сами по себе достаточно дороги и трудоемки.

специалистов самого различного профиля.

Cоздать альтернативную технологию удалось

Литература

совместными усилиями ACCESS (Центр по

исследованию

процессов

кристаллизации

в

1. E.A. Goodilin, E.S. Reddy, J.G. Noudem,

космическом

пространстве

(Аахен,

M. Tarka, G.J. Schmitz, Texture formation in

Германия)) и химического факультета МГУ.

melt-solidified YBa2Cu3Oz

thick

films

by

Для текстурирования толстых (~50-100мкм)

artificial surface reliefs, J. Cryst. Growth, 2002,

пленок использовали гибридный подход –

v. 241, pp. 512–534

Artificial

epitaxy

ориентирующее

влияние

подложки

и

2.

E.I.Givargizov,

формирование крупных зерен из расплава.

(graphoepitaxy), // ch. 21 in: Handbook of

Оригинальность методики в том, что

Crystal Growth, part 3b, ed. D.T.J.Hurle, Thin

соответствующий

симметричный

рельеф,

films and epitaxy, // Elsevier, Amsterdam, 1994,

повторяющий симметрию (канавки или

pp.941-995.

A.R.Tao,

A.Schwartz,

квадратная насечка) и типичный размер (0.1-

3.

H.O.Jacobs,

1мм) кристаллизующейся фазы YBa2Cu3Oz

D.H.Gracias, G.M.Whitesides, Fabrication of a

формировали искусственно

на

поверхности

Cylindrical Display by Patterned Assembly,

ленточной подложки из достаточно дешевого

SCIENCE, V.296, pp.323-325

промышленного

поликристаллического

Сверхпроводящая

очень полезными свойствами: 1. выдерживает

критические токи при температуре жидкого

керамическая пена

азота, значительно выше тех, что можно

ожидать для фазы Bi2212, имеющей

проблемы с центрами пиннинга при таких

Принцип «где тонко, там и рвется» с

«высоких» температурах, 2. имеет достаточно

высокое

электрическое

сопротивление

при

успехом

используется

в

ограничителях

комнатной температуре, чтобы рассеять в

предельно допустимого тока, сделанных из

тепло энергию сверхкритического тока, 3.

сверхпроводящих материалов. До сих пор

быстро

переключается

из

и

в

пальму первенства в этом вопросе держали

сверхпроводящее состояние. Последние два

«ленточные» и «литые» устройства из

свойства

в

значительной

степени

висмутсодержащих ВТСП. Недавно, была

усиливаются тем уникальным фактом, что

предложена идея «сверхпроводящей пены»

пена содержит открытые поры, в которых

(SuperFoam), сделанной из YBa2Cu3Oz,

находится хладагент, иными словами, все

которая в будущем может стать практически

время есть непосредственный контакт с

идеальным материалом

для

ограничителей

жидким

азотом,

чем

компенсируется

опасных токов в промышленной энергетике.

неудовлетворительная

теплоемкость

Действительно,

такой

материал

обладает

керамики в «объемном» виде.