Croissance epitaxiale et caracterisations de films minces supraconducteurs de yba2cuo7 : application a des antennes 38 ghz
Institution:
Rennes 1Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
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Abstract FR:
Des films supraconducteurs de yba#2cu#3o#7 ont ete elabores par ablation laser en vue d'applications en hyperfrequences. Celles-ci necessitent des films epitaxies et imposent l'utilisation de substrats possedant de tres faibles pertes dielectriques (tg) et une permittivite relative #r peu elevee (10). Deux substrats monocristallins possedent ces caracteristiques : (100) mgo et al#2o#3 oriente r. Cependant, tous deux presentent des contraintes specifiques a la croissance du materiau yba#2cu#3o#7. Le fort desaccord de maille entre yba#2cu#3o#7 et mgo conduit a une competition dans le plan entre deux principales orientations notees c##0 et c##4#5 (l'axe c restant parallele a l'axe de croissance). Nous avons correle le taux de melange (c##4#5/c##0) aux pertes hyperfrequences mesurees par la resistance de surface r#s (10 ghz et 77 k) et aux pertes inductives a basse frequence caracterisees par la surface du pic en mesuree par susceptibilite alternative. Il decoule de cette etude une correlation directe entre les pertes a haute et basse frequences. La croissance de yba#2cu#3o#7 sur saphir necessite le depot d'une couche tampon afin de stopper l'interdiffusion chimique film/substrat. Nous avons depose une couche tampon de ceo#2 de qualite epitaxiale quasi-parfaite. Des couches minces de yba#2cu#3o#7 orientees c ont ete epitaxiees in situ sur ceo#2/al#2o#3. Ces films possedent de tres bonnes caracteristiques cristallographiques, supraconductrices et en hyperfrequences (r#s habituellement de l'ordre de 0,5 m a 10 ghz et 77 k). Dans le but d'evaluer l'interet de l'utilisation de yb#2cu#3o#7 a frequence elevee (38 ghz), deux antennes ont ete concues et realisees, l'une en yba#2cu#3o#7, l'autre en argent, toutes deux deposees sur mgo. Les parametres de repartition s#1#1 et s#2#1 ont ete mesures a 80 k dans un banc de mesures cryogeniques que nous avons specialement concu. Le gain de l'antenne supraconductrice a 80 k apparait superieur de 2,2 db a celui de l'antenne metallique mesure a temperature ambiante et de 1,2 db a 80 k. Ces resultats mettent en evidence l'interet du cuprate supraconducteur yb#2cu#3o#7 par rapport a un metal classique, meme a frequence tres elevee.