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Theses Year : 2005

Growth of superconducting cuprate films using molecular beam epitaxy

Croissance de films de cuprates supraconducteurs par épitaxie par jets moléculaires

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Abstract

The present study is devoted to growth by molecular beam epitaxy of BiSrCaCuO films. Tools and methods for real time monitoring of the growth by RHEED electron diffraction are described, including software for post-growth analysis of correlations between the evolution of the RHEED pattern and the physical properties (composition, structure and morphology, transport). This analysis, applied to the special case of "Bi poor" compounds, allows to describe them as an intergrowth nanostructure, partly ordered following a brick-wall scheme in which two different types of nanophases alternate : Bi-2212 and Bi-2PRQ with a double thickness. Depending on the overall composition of the film, three 2PRQ nanophase families are identified which correspond to specific structural compounds : stoechiometric Bi-2267, Sr rich Bi-2446 and Cu rich Bi-2429 based on ladder Cu2O3 layers. The physical conditions corresponding to the growth of each nanostructured family are described.
Ce travail concerne l'épitaxie par jets moléculaires de films de BiSrCaCuO. On y présente un dispositif de pilotage de la croissance grâce à la diffraction d'électrons rapides RHEED, comprenant également des logiciels d'analyse permettant de corréler l'évolution du diagramme RHEED, avec les propriétés physiques (composition, structure et morphologie, transport ...). Cette analyse, appliquée au cas de films appauvris en Bi, permet de les décrire comme une nanostructure d'intercroissance, en partie ordonnée suivant un modèle " mur de briques " où deux types de nanophases alternent en quinconce : Bi-2212 et Bi-2PRQ d'épaisseur double. Selon la composition moyenne des films, trois familles de nanophases 2PRQ sont identifiées, qui correspondent à des modèles structuraux spécifiques : stoechiométriques Bi-2267, riches en Sr Bi-2446, riches en Cu Bi-2429 comportant des plans Cu2O3 de type échelles. Les conditions physiques pour la synthèse de chaque famille nanostructurée sont décrites.
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Dates and versions

pastel-00644501 , version 1 (24-11-2011)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00644501 , version 1

Cite

Florin Beuran. Croissance de films de cuprates supraconducteurs par épitaxie par jets moléculaires. Agrégats Moléculaires et Atomiques [physics.atm-clus]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00644501⟩
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