순수한 GdBCO와 BSO가 첨가된 GdBCO 박막의 나노구조 비교 = Comparative Study of Nanostructure Formation in Pure and BaSnO3-added GdBa2Cu3O7−x Thick Films

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The nanostructure formation of pulsed-laser-deposited GdBa2Cu3O7−d(GdBCO) films with the addition of BaSnO3(BSO) was investigated. Pure and 2wt.% BaSnO3 (BSO)-added GdBCO films with film thicknesses ranging from 0.2 μm to 1.5 μm were deposited on SrTiO3 (STO) substrates by using a pulsed-laser deposition technique. In order to examine the microstructural evolution inside the thick films, we employed a sequential ion-milling process on and scanning electron microscope analyses of to 1.0-μm-thick pure and BSO-added GdBCO films. For the pure GdBCO films, perpendicularly-connected a-axis-oriented grains developed at 0.6 μm and persisted to the top surface of the 1.0-μm-thick film. For the BSO-added GdBCO films, a new feature of two-dimensional meandering grain boundaries was consistently observed from the very thin film to the thickest film, but the number of a-axis-oriented grains was significantly reduced. The difference between the two types of nanostructures as possible flux-pinning centers is discussed.

국문 초록 (Abstract)

펄스레이저 증착법 (pulsed laser deposition, PLD)으로 성장시킨 BaSnO3(BSO)가 첨가된 GdBa2Cu3O7-x (GdBCO) 박막과 내부에 형성된 나노구조에 대해 조사하였다. SrTiO3(STO) 기판위에 순수한 GdBCO 와 2 wt.% BSO가 첨가된 GdBCO 박막의 두께를 0.2μm에서 1.5 μm까지 변화시키면서 증착하였다. 두꺼운 박막 내부 미세구조를 확인하기 위해 순수한 GdBCO와 BSO가 첨가된 GdBCO 박막에 ion-milling 과 주사 전자 현미경 (scanning electron microscope, SEM) 분석을 연속적으로 시행하였다. 순수한 GdBCO 박막의 경우 수직으로 연결된 a-축 방향 (a-axis oriented)의 낱알들이 0.6 μm 에서부터 1.0 μm까지 표면에 지속적으로 성장하였다. BSO가 첨가된 GdBCO 박막에서는 1.5 μm의 두께까지 a-축 방향의 알갱이들의 성장이 크게 감소한 반면, 새로운 특징으로 구불구불한 2차원 형태의 낱알 경계가 두께를 가로질러 지속적으로 관찰되었다. 이러한 두 가지 형태의 나노 구조의 자속 꽂음 중심 (flux pinning center)으로써의 가능성에 대하여 논의하였다.

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