STO Altlık Üzerine Üretilen YBCO Kaplama İçin Kullanılan PLD Sisteminde Yapılan Parametre Düzenlemeleri ve Karakteristik Verifikasyonu

Abstract

Darbeli Lazer Biriktirme (PLD) sistemi üstün özellikli bir seramik film üretme cihazı olup, karmaşık teknolojili hava alma ve lazer bileşenlerinden oluşur. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda PLD sisteminin başarısı bilimsel yayınlarla ispatlanmıştır. Son zamanlarda, ince film kaplama amacı ile PLD’de kullanılan bileşenlerin tamamen bilgisayar kontrollü olduğu sistemler yaygınlaşmaya başlamıştır. Fakat bu tarz kontrollü ince film biriktirme sistemleri cihaz parametrelerinin hassas bir şekilde ayarlanmasını gerektirmektedir. Zira başarılı film karakteristiğini sağlamak üzere PLD sistemi bileşenlerinden olan lazer kutusu, hazne ve hatta mercek ve aynaların ayarlanması gerekir. Kullanılan sistemde, lazer ve hazne tamamen üretici Neocera Firması tarafından yazılan bilgisayar yazılımı ile kontrol edilmektedir. Sistemde yerleşik algılayıcılar vasıtası ile kontrol sağlayan bu programı kullanarak, lazer ve haznedeki gaz akış miktarını, sıcaklığı ve basıncı ayarlanmaktadır. Başarılı bir film biriktirme için etkin parametreler deney deneyimleri ile geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu doğrultuda, lazer aydınlatması, altlık üzerine odaklanma, altlık–hedef malzeme arası mesafe, gaz akış miktarı ve havası alınmış hazne içi basınç değeri gibi parametrelerin ayarlanmasına çalışılmıştır. Bu parametreleri kullanarak, her bir darbede biriken film kalınlığı tahmin edilebilir hale gelir ve hazne içerisinde olması gereken gaz akış hızına karar verebiliriz. Bahsedilen düzenlemeleri yaparak, biriktirme işlemini standartlaştırmak ve dolayısı ile PLD çalışma şartlarını güvenilir hale getirmek hedeflenir ki, bu özellik yeniden üretilebilirliği sağladığı için bilimsel çalışmalar açısından büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada STO (SrTiO3) altlığa uygulanan YBCO (YBa2Cu3O7-δ) seramik süperiletken ince filmlerinin üretimi için kullanılan PLD sistemine ait çalışma parametrelerinin düzenlenmesi açıklanmıştır. Üretilen filmler üzerine edindiğimiz deneyimler açılanarak, kullanılan hazne basıncı ve altlık sıcaklığı parametreleri verilmiştir. Son olarak, ilgili parametreler ile elde edilen filmlere ait analiz ve karakterizasyon sonuçları açıklanmıştır.