25.08.2017
217.015.a236

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК - ДИЭЛЕКТРИК - ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного сверхпроводника берут сверхпроводник состава REBaCuO, где RE - редкоземельный металл или иттрий. Технический результат: обеспечение возможности формирования слоев без дополнительного напыления ВТСП, что удешевляет производство и уменьшает вероятность разрушения изделия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области получения сверхпроводящих материалов и изделий из них, в частности к способам получения изделий из высокотемпературных сверхпроводящих материалов (ВТСП) 123-типа: ReBa2Cu3O7, где Re редкоземельный металл или иттрий, и может быть использовано для создания различного рода датчиков и счетчиков в сверхбыстродействующих электронных устройствах, криоэлектронных приборах, детекторов СВЧ и др.

Известен способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник методом магнитронного напыления диэлектрика на сверхпроводящий слой ВТСП с последующим напылением на него другого слоя ВТСП [Журнал технической физики, 2014, том 84, вып. 10, с. 68-72.]

Недостатком способа является необходимость напылять слои диэлектрика и ВТСП, что удорожает производство. Кроме того, из-за разницы коэффициентов линейного расширения диэлектрика и ВТСП при циклах охлаждение - нагрев происходит быстрое разрушение изделий.

Известен также способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник методом лазерного напыления [Метод лазерного напыления в синтезе ВТСП пленок / М.Р. Предтеченский, 46 с. ил. 20 см, Новосибирск, ИТФ, 1990.]

Недостатком способа является необходимость напылять слои диэлектрика и ВТСП, что удорожает производство. Кроме того, из-за разницы коэффициентов линейного расширения диэлектрика и ВТСП при циклах охлаждение - нагрев происходит быстрое разрушение изделий. Наиболее близким способом является способ, по которому на слой ВТСП 123-типа DyBa2Cu3O7 направляют поток ионов аргона с энергией, необходимой для их проникновения в материал на глубину, равную требуемой толщине диэлектрика.

При таком способе ионы аргона аморфизируют ВТСП 123-типа DyBa2Cu3O7, при этом происходит необратимое разрушение сверхпроводящего соединения и превращение его в диэлектрик с базовым химическим составом, описываемым формулой 0,5Dy2O3+2BaO2+1,5CuO2. [Способ получения структуры металл/диэлектрик/высокотемпературный сверхпроводник. Патент RU 2156016].

Недостатком способа является необходимость напылять на слой такого диэлектрика слой ВТСП, что удорожает производство. Кроме того, созданные таким способом слои ВТСП и диэлектрика имеют разные коэффициенты термического расширения, что приводит к разрушению созданной структуры при циклах охлаждение - нагрев.

Задачей изобретения является получение структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник без использования операций напыления диэлектрического слоя и слоя ВТСП, т.е. создание другого способа образования слоев.

Техническим результатом данного решения является создание способа формирования слоев без дополнительного напыления ВТСП, позволяющего упростить технологию, что удешевляет производство и уменьшает вероятность разрушения изделия, улучшает совместимость слоев при циклах охлаждение - нагрев за счет уменьшения разницы в коэффициентах линейного расширения диэлектрика и ВТСП.

Технический результат достигается тем, что в качестве высокотемпературного сверхпроводника берут сверхпроводник состава REBa2Cu3O7, где RE - редкоземельный металл или иттрий. В качестве атомных частиц используют ионы водорода с энергией, необходимой для проникновения в сверхпроводник на суммарную глубину диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник, проводят формирование ими слоя диэлектрика. Затем на сформированный слой диэлектрика направляют поток ионов кислорода с энергией, необходимой для их проникновения на глубину слоя ВТСП, проводят формирование ими слоя ВТСП.

Согласно изобретению слой ВТСП ReBa2Cu3O7, где Re редкоземельный металл или иттрий, в виде тонкой пленки на подложке из монокристалла либо поликристалла помещают в вакуумную камеру, после чего напускают в нее водород, поддерживая давление ~2⋅10-1 Па. Затем производится ионизация водорода в камере.

Ионизация водорода в камере производится, например, при помощи ионной пушки с напряжением от +500 до +4000 вольт. При этом ВТСП подвергается воздействию ионов водорода, время облучения составляет от пяти минут до двух часов, в зависимости от необходимой глубины обработки. При этом образуется диэлектрический слой состава ReBa2Cu3Oy (y от 6,5 до 6,0).

Коэффициент термического линейного расширения такого диэлектрика практически совпадает с коэффициентом термического линейного расширения исходного ВТСП, т.к. не происходит разрушения сверхпроводящего соединения на отдельные компоненты. Изменяется только тип кристаллической решетки, тогда как параметры решетки меняются незначительно, что обуславливает практически неизменные механические свойства, в том числе коэффициент термического линейного расширения. Однако изменение типа кристаллической решетки приводит к существенному изменению электрических свойств соединения от сверхпроводника к диэлектрику.

Сформированный диэлектрический слой легко может быть обратимо переведен в исходный сверхпроводник, что позволяет формировать на нем необходимый слой ВТСП. Для этого слой диэлектрика обрабатывается ионами кислорода на требуемую глубину при ускоряющем напряжении от 500 до 2000 В от 1 мин до 2-х час.

Пример. Пленку ВТСП 123 типа состава YBa2Cu3O7 подвергали воздействию ионов водорода при ускоряющем напряжении 1500 В в течение 25 минут. При этом был сформирован слой диэлектрика толщиной порядка 20 микрон.

На фиг. 1 приведены фрагменты дифрактограмм соединения 123, снятые на отфильтрованном Cu Kα-излучении: а) ромбическая решетка (исходное соединение); б) тетрагональная решетка (после облучения ионами водорода).

В результате воздействия ионов водорода на ВТСП происходило изменение его решетки от ромбической к тетрагональной. Такое изменение типа решетки характерно для случая уменьшения содержания кислорода в соединении YBa2Cu3Oy («y» меняется от 7 до 6), что и приводит к изменению электрических свойств от сверхпроводящих к диэлектрическим [Грабой И.Э., Кауль А.Р., Метлин Ю.Г. Химия и технология высокотемпертурных сверпроводников. «Химия твердого тела» (Итоги науки и техники ВНИТИ АН СССР), 1988, 6, с. 3-142].

Важно, что в данном случае соединение YBa2Cu3O7 не распадается на более простые соединения, а только восстанавливается до YBa2Cu3O6. Затем слой такого диэлектрика подвергли воздействию ионами кислорода при ускоряющим напряжении 1000 В в течение 10 минут. При этом ионы кислорода окислили YBa2Cu3O6 до YBa2Cu3O7 на глубину порядка 5 мкм. Таким образом на слое диэлектрика был сформирован слой ВТСП.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК - ДИЭЛЕКТРИК - ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК - ДИЭЛЕКТРИК - ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 96 items.
20.06.2013
№216.012.4b44

Композиционный материал на основе кальцийфосфатного цемента для заполнения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины и касается цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Композиционный материал выполнен на основе реакционно-твердеющей смеси порошков: трикальцийфосфата, содержащих частицы гидроксиапатита размером от 38 до 220 мкм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484850
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fa1

Пористый кальций-фосфатный цемент

Изобретение относится к медицине. Описан пористый кальций-фосфатный гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок β-трикальцийфосфата, монокальцийфосфата моногидрата, затворяющую жидкость, представляющую собой 7-9%-ный водный раствор лимонной кислоты, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485978
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.732b

Способ термической обработки деформируемых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности и т.д. Для повышения коэрцитивной силы изделий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495140
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.8fe0

Брушитовый гидравлический цемент (варианты)

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок α-трикальцийфосфата и затворяющую жидкость, представляющую собой раствор фосфата магния в фосфорной кислоте, где цементный порошок содержит гранулы карбоната кальция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502525
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9004

Способ приготовления катализатора для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и катализатор, полученный этим способом

Изобретение относится к способам получения блочных катализаторов, катализаторам очистки отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описан способ приготовления катализатора для очистки ОГ ДВС, в котором для нанесения промежуточного покрытия и активной фазы используют водную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502561
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e48

Способ получения мезопористого наноразмерного порошка диоксида церия (варианты)

Изобретение относится к химической промышленности, к производству наноразмерных порошков оксидов металлов для мелкозернистой керамики широкого спектра. Способ получения порошка диоксида церия включает стадии: получение водного 0,05М раствора нитрата церия или ацетата церия, используя Се(NО)·6НO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506228
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.03.2014
№216.012.ad0b

Способ определения малых концентраций молекул летучих веществ в газовой среде

Изобретение относится к оптике и аналитической технике и может быть использовано для определения наличия следовых количеств летучих веществ, вызывающих поверхностную оптическую сенсибилизацию галоидного серебра. Способ основан на измерении параметров поверхностного плазмонного резонанса и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510014
Дата охранного документа: 20.03.2014
Showing 1-10 of 67 items.
20.06.2013
№216.012.4b44

Композиционный материал на основе кальцийфосфатного цемента для заполнения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины и касается цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Композиционный материал выполнен на основе реакционно-твердеющей смеси порошков: трикальцийфосфата, содержащих частицы гидроксиапатита размером от 38 до 220 мкм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484850
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fa1

Пористый кальций-фосфатный цемент

Изобретение относится к медицине. Описан пористый кальций-фосфатный гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок β-трикальцийфосфата, монокальцийфосфата моногидрата, затворяющую жидкость, представляющую собой 7-9%-ный водный раствор лимонной кислоты, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485978
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.732b

Способ термической обработки деформируемых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности и т.д. Для повышения коэрцитивной силы изделий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495140
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.8fe0

Брушитовый гидравлический цемент (варианты)

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок α-трикальцийфосфата и затворяющую жидкость, представляющую собой раствор фосфата магния в фосфорной кислоте, где цементный порошок содержит гранулы карбоната кальция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502525
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9004

Способ приготовления катализатора для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и катализатор, полученный этим способом

Изобретение относится к способам получения блочных катализаторов, катализаторам очистки отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описан способ приготовления катализатора для очистки ОГ ДВС, в котором для нанесения промежуточного покрытия и активной фазы используют водную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502561
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e48

Способ получения мезопористого наноразмерного порошка диоксида церия (варианты)

Изобретение относится к химической промышленности, к производству наноразмерных порошков оксидов металлов для мелкозернистой керамики широкого спектра. Способ получения порошка диоксида церия включает стадии: получение водного 0,05М раствора нитрата церия или ацетата церия, используя Се(NО)·6НO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506228
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.03.2014
№216.012.ad0b

Способ определения малых концентраций молекул летучих веществ в газовой среде

Изобретение относится к оптике и аналитической технике и может быть использовано для определения наличия следовых количеств летучих веществ, вызывающих поверхностную оптическую сенсибилизацию галоидного серебра. Способ основан на измерении параметров поверхностного плазмонного резонанса и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510014
Дата охранного документа: 20.03.2014

Похожие РИД в системе