Слойки Бочвара: ученые придумали новый способ изготовления сверхпроводников

В Высокотехнологическом научно-исследовательском институте неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара завершили техническое перевооружение участка изготовления сверхпроводников.

Сверхпроводники —это материалы, у которых при определенных условиях исчезает электрическое сопротивление, что позволяет им проводить постоянный ток без потерь. Сверхпроводники делятся на низко и высокотемпературные. Первые работают при температуре ниже температуры кипения жидкого гелия (–268 °C), вторые — выше температуры кипения жидкого азота (–196 °C).

На сегодня открыты высокотемпературные сверхпроводники двух поколений (ВТСП‑1 и ВТСП‑2). Их химический состав и технологии получения существенно отличаются. ВТСП‑1 из оксидов висмута, стронция, меди и чистого кальция получают через порошковые прекурсоры. ВТСП‑2 из соединений оксидов иттрия или гадолиния, бария, меди изготавливают нанесением на металлическую ленту буферных слоев и сверхпроводящего слоя оксидной керамики.

С ВТСП‑2 мировое научное и инженерное сообщество связывает планы масштабного внедрения сверхпроводниковых устройств электроэнергетики будущего. В последние 20 лет разработаны прототипы кабелей, генераторов, быстродействующих ограничителей тока короткого замыкания, судовых электродвигателей, обмоток магнитных катушек для установок физики высоких энергий (термоядерных реакторов, ускорителей частиц).

Наиболее распространенная технология нанесения сверхпроводящего слоя ВТСП‑2 сейчас — лазерная абляция: по керамической мишени, содержащей гадолиний или иттрий, барий и медь, стреляют лазерным лучом. Распыленный материал осаждается на ленту-подложку.

«Это долго и дорого, а значит, препятствует широкой коммерциализации технологии, — говорит Дарья Новосилова, начальник лаборатории высокотемпературных сверхпроводников Института им. Бочвара. — Мы надеемся, что наш метод магнетронного напыления с последующей кристаллизацией позволит ускорить процесс. Этой технологией мы занимаемся несколько лет. На новом этапе планируется получить сверхпроводящие слои оксидной керамики на ленте-подложке с помощью новой установки».

Для изготовления металлических лент-подложек институт приобрел прокатный стан и сопутствующее оборудование. Теперь у ученых есть возможность получать и ленту, и сверхпроводники.

Источник: "Страна Росатом"