Laserdeposition grossflächiger YBa₂Cu₃O₇-x-Schichten für Hochfrequenzanwendungen

In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur Herstellung großflächiger YBa2Cu3O7-Schichten mittels Laserablation beschrieben. Durch die Verwendung eines bis zu 10 cm breiten, homogenisierten Laserlinienfokus auf einem zylindrischen Target bei gleichzeitiger Substratrasterung während der Deposition konnte eine homogene Beschichtung auf Substraten mit Durchmessern bis zu 2" erreicht werden. Dies zeigen Untersuchungen der Schichten mittels Röntgenbeugung, Rutherford-Rückstreuung sowie induktive Messungen von kritischer Temperatur und Stromdichte. Zum Einfluß wichtiger Prozeßparameter auf die strukturellen und stöchiometrischen Eigenschaften und deren Homogenität werden Monte-Carlo-Simulationen vorgestellt, die die Expansion des Laserplasmas gegenüber einem Hintergrundgas beschreiben. Einen weiteren Schwerpunkt dieser Arbeit bilden die Untersuchungen zu den Hochfrequenzeigenschaften der Schichten - vor allem zur Leistungsabhängigkeit des Oberflächenwiderstandes R5(B). Die gemessenen Leistungsabhängigkeiten von R5 entsprechen den Verläufen, wie sie an optimierten YBCO-Schichten aus anderen Herstellungsverfahren (Sputtern, thermische Koevaporation) gefunden wurden. Ein deutlicher Anstieg des Oberflächenwiderstandes wird bei Überschreiten eines Magnetfeld-Schwellenwertes B* beobachtet. Größenordnung und Temperaturabhängigkeit von B* stimmen mit den entsprechenden Eigenschaften des unteren kritischen Feldes im Bereich schwacher Kopplung Bc1J überein.