Yüksek sıcaklık süperiletkenlerin teknolojide kullanılabilir hale getirilmesi için birçok çalışma yapılmaktadır. Malzemelerin mekanik performansının ve süperiletkenlik özelliklerinin iyileştirilmesinde birçok yeni yöntem kullanılmaktadır. Bazı araştırmacılar süperiletken bileşiği oluşturan metalik elementlerin stokiyometrisinde, bazıları da malzemenin üretimi aşamasındaki ısıl işlemlerde, ortam basıncı ve gaz cinsi gibi üretim şartlarında değişiklik yaparak süperiletkenliğin gelişimine katkıda bulunmaktadırlar.
Süperiletken malzemelerin bulk elde edilmesinin yanında tel, şerit, kalın film ve ince film olarak elde edilmesi gerekmektedir. Özellikle malzemelerin ince film formunda üretilmesi, düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık süperiletkenlerin mikroelektronik uygulamaları için oldukça önemlidir. Yüksek sıcaklık süperiletken elektroniğinde, c yönelimli YBCO ince filmler birçok süperiletken bileşik arasından en çok kullanılanı olmuştur. Bunun nedeni, kristal yapılarında yeterince güçlü akı çivileme merkezlerinin bulunabilmesinden dolayı a-b düzleminde yüksek akım yoğunluğu sağlayabilmesidir [21].
Süperiletken ince filmlerde istenen en önemli özellikler, yüksek kritik sıcaklık, yüksek kritik akım yoğunluğu, düşük yüzey direnci ve en önemlisi de yüzey düzgünlüğüdür. Bu özelliklere sahip filmlerin üretilmesi için çalışmalar hızla sürmektedir [9].
Yüksek sıcaklık süperiletken filmlerin geliştirilmesinde, seçilen çökeltme yöntemi oldukça önemlidir. YBCO süperiletken ince film çökeltmede, en çok kullanılan fiziksel teknikler buharlaştırma, püskürtme ve atımlı lazerle çökeltme teknikleridir. PLD tekniğinde kullanılan atımlı excimer lazerler yüksek kaliteli film üretimini sağlamasına rağmen oldukça pahalıdır. PLD tekniğine alternatif, düşük maliyetli diğer bir teknik ise PED tekniğidir. PED ile PLD teknikleri aynı sistem üzerinde entegre edilebilir.
PED tekniğinde kullanılan elektron demeti, sahte kıvılcım (pseudo-spark) boşalma ve kanal kıvılcım (channel spark) boşalma olmak üzere iki yolla üretilir. Sahte kıvılcım ve kanal kıvılcım boşalmaları, kaynak tasarımlarındaki farklar dışında
hemen hemen birbirine benzerdir. Fakat elektron demeti enerjisinin, hedefte elektriksel enerjiye dönüşme tesiri her ikisi için farklıdır. Sahte kıvılcım boşalmasında elektron demeti enerjisinin, hedefte elektriksel enerjiye dönüşme tesiri %4 civarındadır. Kanal kıvılcım boşalma durumuna ise bu oran yaklaşık %30’dur. Bu faklılığın sebebi, kanal kıvılcım boşalmasında üretilen elektron demetlerinin, sahte kıvılcım boşalmasında üretilen elektron demetlerine göre daha kararlı olmasıdır.
Sahte kıvılcım boşalmasında elde edilen elektronları kullanılarak PED tekniği ile ilk defa YBCO filmi M. Hoebel ve arkadaşları [62] tarafından 1990 yılında YSZ ve STO altlıklar üzerine oldukça iyi kalitede büyütülmüştür. Çalışmanın sonuçları şu şekildedir. XRD verileri, filmlerde güçlü bir şekilde c yöneliminin olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda XRD verilerinden, yapıda istenmeyen safsızlık fazlarının oluştuğu görülmüştür. 77 K’deki yaklaşık 105 A/cm2 olan düşük kritik akım yoğunluğundan, tanecik sınırları arasındaki zayıf bağlantıları oluşturan ikincil fazların sorumlu olduğu düşünülmüştür. Kritik sıcaklık 85 K ve kritik akım yoğunluğu 1,1x105 A/cm2 olarak elde edilmiştir. Çökeltilen filmin stokiyometrisinin hedefinkiyle hemen hemen aynı olduğu bulunmuştur. PED durumunda, PLD’ye göre film kompozisyonunun, hedefteki enerji dağılımına bağlılığı daha azdır. Bu da ticari açıdan oldukça önemlidir [13].
M. Hoebel ve arkadaşları tarafından sahte kıvılcım boşalmasında üretilen elektron demetleri kullanılarak yapılan deneyler, kanal kıvılcım boşalmasında üretilen elektron demetleri kullanılarak tekrarlanmıştır. Kanal kıvılcım boşalmasında üretilen elektron demetleri kullanılarak, PED tekniği ile ilk YBCO filmi Q. D. Jiang ve arkadaşları [63] tarafından 1994 yılında STO altlık üzerine çökeltilmiştir. Filmin kritik sıcaklığı 88 K olarak belirlenmiştir.
Müller ve arkadaşları [64] 1995 yılında, PED’in yüksek sıcaklık süperiletkenlerden başka diğer malzemeler için de uygulanabilirliğini göstermişlerdir. Bu çalışmalar, PED’in genel bir ince film çökeltme tekniği olduğunu ve yüksek sıcaklık süperiletkenler gibi karmaşık malzemelerin çökeltilmesinde uygulanabileceğini göstermiştir. SiO2 gibi malzemeler PLD’de kullanılan 248 nm
elektron demeti ile etkileşim kopma sağlayacak şekilde gerçekleşir ve film çökelmesi sağlanır [13].
PED, PLD ve diğer çökeltme teknikleriyle büyütülmüş YBCO filmi üzerine literatürde birçok çalışma bulunmaktadır. Yapılan çalışmalarda genellikle altlığın, tampon tabakasının, deney şartlarının; çökeltilen filmin süperiletkenlik [68], kristal yapısı [69], mikroyapısı [66] ve yüzey morfolojisi [65] gibi özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Büyütülen filmlerin kalitesinin artırılabilmesi için uygun deneysel şartlar belirlenmeye çalışılmaktadır. Aşağıda, farklı tekniklerle çökeltilen YBCO filmleri üzerine yapılan bazı çalışmalar özetlenmiştir.
M. Taniwaki ve arkadaşları [88], PLD tekniği ile (110) STO altlık üzerine YBCO filmini büyütmüşlerdir. Altlık sıcaklığının (600–800 0C); filmin kristal yapısı, yüzey yönelimi ve yüzey morfolojisi üzerine etkisini incelemişlerdir. SEM fotoğraflarından; 600–625 0C’de düz bir film yüzeyi, 650–725 0C’de ince tel benzeri yapılar, 750–800 0C’de daha kaba bir yapı ve 700–725 0C’de lineer kusurların birbirine paralel olduğu görülmüştür. XRD verilerinden; 600–625 0C’de (110) ve (013) yönelimi; 700–725 0C’de (110) yönelimi, 750 0C’de (110) ve (100) yönelimi, 800 0C’de (100) ve (001) yönelimi görülmüş ve sadece 700–725 0C’de tek yönelimli Y123 fazı elde edilmiştir. TEM fotoğraflarından; 700 ve 725 0C’de çatlak ve çatlak tipi kusurlar görülmüştür. XRD, SEM ve TEM analizlerinden; yüzey morfolojisindeki değişimin, sıcaklıkla değişen büyüme yöneliminden kaynaklandığı; büyüme yönelimindeki değişimin de örgü sabiti ve atomik dizilimindeki uyumla açıklanabileceği; çatlak ve çatlak tipi kusurların, büyüme boyunca (001) yöneliminin daha yavaş büyümesinden kaynaklandığı sonucuna varılmıştır.
X. Z. Liu ve arkadaşları [72], PLD tekniği ile (100) LAO altlık üzerine, sırasıyla STO tampon tabakası ve YBCO filmini büyütmüşlerdir. Oksijen basıncı ve lazer enerji yoğunluğunun, STO tampon tabakasının kristal yapısı ve yüzey morfolojisi üzerine etkisini ve aynı zamanda STO tampon tabakasının YBCO filmin kristal yapısına ve süperiletkenlik özelliklerine etkisini incelemişlerdir. AFM fotoğraflarından; STO tabakasının düşük oksijen basıncında kare taneciklerden oluştuğunu ve basınç arttıkça, çekirdek yoğunluğunun artmasından kaynaklanan küresel taneciklerin belirdiğini; lazer yoğunluğu arttıkça STO tabakasının yüzey pürüzlülüğünün azaldığını ve YBCO film yüzeyinin STO film yüzeyinden daha
pürüzlü olduğunu görmüşlerdir. XRD verilerinden; uygun şartlar altında büyütülen STO filmlerin, sadece (100) piklerine sahip olduğu, hiçbir safsızlık pikinin olmadığı ve altlık üzerine epitaksiyel olarak büyütüldüğü görülmüştür.
YBCO filmin PLD tekniği ile LAlO3 altlık üzerine büyütüldüğü bir çalışmada,
altlık yüzey morfolojisinin ve lazer akısının, YBCO filmin kritik sıcaklığına ve yüzey morfolojisine etkisi incelenmiştir. Ayrıca büyütme sırasında tavlanan YBCO filmlerin yüzey morfolojisi, büyütmeden sonra tavlanmış YBCO filmin yüzey morfolojisi ile karşılaştırılmıştır. Kuantum tasarım fiziksel özellik ölçüm sistemi verilerinden; yüzey pürüzlülüğü az olan altlık üzerine büyütülen filmin kritik sıcaklığının (90,4 K) daha pürüzlü yüzey üzerine büyütülen filmin kritik sıcaklığına (89,7 K) göre daha yüksek olduğu görülmüştür. XRD ve AFM verilerinden; yüzey pürüzlülüğü az olan altlık üzerine büyütülen film için yüzey kalitesinin daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır. Büyütme sırasında tavlanan YBCO filmin yüzey pürüzlülüğünün (~500 nm), büyütmeden sonra tavlanmış YBCO filmin yüzey pürüzlülüğünden (~1500 nm) üç kat daha az olduğu ve aynı zamanda artan lazer akısının film pürüzlülüğünü arttırdığı görülmüştür [73].
J. K. Cuhg ve arkadaşları [87] tarafından PLD tekniği ile işlem parametreleri (sıcaklık, basınç vb.) değiştirilerek Ni-%3W altlık üzerine büyütülen STO tampon tabakasının kristal yapısı ve mikroyapısı incelenmiş ve STO tabakası üzerine büyütülen YBCO filmi için bu tabakanın tek başına yeterli bir tampon tabakası olup olmadığı araştırılmıştır. XRD verilerinden; sıcaklık ve basıncın, STO tabakasının kristal yapısını çok fazla değiştirmediği, filmlerin sadece (00l) pikleri gösterdiği ve dolayısıyla c yönünde bir büyümenin olduğu görülmüştür. SEM fotoğraflarından; 700 ºC altlık sıcaklığında büyütülen filmin yüzey yapısının yoğun olduğu ve çatlakların olmadığı dolayısıyla düzgün bir mikroyapının oluştuğu görülmüştür. YBCO filmin XRD verilerinde, NiO safsızlık piklerine rastlanmamış ve SEM fotoğraflarından düzgün bir mikroyapının oluştuğu görülmüştür. Ayrıca kritik akım yoğunluğu Jc = 1,2 MA/cm2 ve kritik sıcaklık Tc = 88–85 K olarak ölçülmüştür. AES
derinlik profili analizlerinden; STO ve YBCO tabakalarında hiçbir Ni atomunun olmadığı görülmüş ve STO tampon tabakasının Ni atomlarının difüzyonunu engellediği düşünülmüştür. Buradan, STO tampon tabakasının tek başına yüksek kritik sıcaklık ve yüksek akım yoğunluklu YBCO süperiletken ince film üretimi için
kullanılabileceği ve birçok tampon tabakasının kullanımı yerine aynı işlevi görecek bir tek STO tampon tabakasının kullanımının, film üretim maliyetini düşüreceği sonucuna varılmıştır.
F. A. List ve arkadaşları [74] YBCO filmini, iki farklı teknik kullanılarak hazırlanmış YSZ/CeO2/Ni altlıklar üzerine PLD tekniği ile büyütmüşlerdir.
Filmlerden birinde CeO2 ve YSZ tabakalarının ikisi de elektron-demeti ile
buharlaştırma tekniğiyle, diğerinde CeO2 tabakası elektron demeti ile buharlaştırma
tekniğiyle ve YSZ tabakası RF magnetron püskürtme tekniğiyle çökeltilmiştir. YBCO filmlerin SEM görüntülerinde mikroçatlaklara rastlanmamış fakat ikincil faz parçacıkları gözlenmiştir. XRD verilerinden; tamamen PLD ile hazırlanmış filmlere benzer şekilde hazırlanan YBCO filmlerin düzlem dışı yönelimi iyiyken düzlemsel yöneliminin daha karmaşık olduğu anlaşılmıştır. Elektriksel özelliklerin incelenmesiyle, tamamen PLD ile hazırlanmış filmler ve elektron demeti ile buharlaştırma tekniğiyle hazırlanan iki film de 77,3 K’de yüksek kritik akım yoğunluğu (0,78–0,93 MA/cm2) değerleri elde edilmiştir. Ayrıca tüm filmlerde kritik akım yoğunluğunun sıcaklığa ve magnetik alana bağlı benzer değişiminin olduğu görülmüştür.
H. M. Christen ve arkadaşları [76] PED tekniği ile CeO2/YSZ/Y2O3/Ni–5%W
altlık üzerine YF3, BaF2 ve CuO tozlarıyla yapılmış bir hedef kullanarak, YBCO ince
filmi büyütmüşlerdir. Uzun-süreli kaynak dayanıklılık (long-term stability) testiyle, optimum basınç 7–15 mtorr olarak belirlenmiştir. ICP-MS analiz yöntemiyle, filmin kimyasal kompozisyonu incelenmiş ve stokiyometrik büyüme için hedefi oluşturan tozların Y : Ba : Cu = 1 : 2 : 3 oranında değil de Y : Ba : Cu = 1 : 1,6 : 3 oranında karıştırılması uygun görülmüştür. Đyon prob ölçümüyle; PED yönteminde hedeften kopan parçacıkların hız ve enerjisinin, PLD yöntemindekine göre daha fazla olduğu bulunmuş ve uygun basınç 9 mtorr olarak seçilmiştir. Büyüme hızının artırılabilmesi için; birkaç işlemden sonra hedefin değiştirilmesi, elektron demet tüpünün nitrik asitle temizlenmesi, hedeflerin hedef tutucuya farklı şekillerde monta edilmesi, birçok elektron kaynağının ve çoklu şerit yollarının kullanılması gibi işlemler gerçekleştirilmiştir. XRD ve TEM verilerinden, YBCO filmin c ekseni yönünde büyüdüğü ve filmin gözenekli bir yapıya sahip olduğu anlaşılmıştır. Büyüme hızının artırılabilmesi ve stokiyometrik büyümenin sağlanabilmesi için, birçok mühendislik
çabaları gerekmesine rağmen, PED yönteminin, kaplanmış iletkenlerin ticari üretimi için önemli bir potansiyele sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
H. Y. Zhai ve arkadaşları [69] tarafından YBCO ince filmi, RABiTS ve tekkristal LAO altlık üzerine PED tekniği ile büyütülmüştür. Elektron üretiminde kanal kıvılcım boşalma kullanılmış ve boşalma gerilimi 15 kV, atım tekrarlama oranı 5 Hz olarak ayarlanmıştır. Oksijen basıncı 8 – 12 mtorr aralığında, altlık sıcaklığı 0,5 mm kalınlıklı tekkristal LAO altlık için 800–845 0C aralığında, RABiTS için 790– 800 0C aralığında tutulmuştur. XRD verilerinden, YBCO’nun c eksen yönelimine ait piklerin yanında diğer yönelimlere ve Y2O3, BaCuOx gibi safsızlıklara ait pikler
gözlenmiştir. Raman spektroskopu ve TEM verilerinden de benzer sonuçlar elde edilmiştir. Jc değeri LAO altlık üzerindeki film için 2,37 MA/cm2, RABiTS
üzerindeki film için 1,62 MA/cm2 olarak ölçülmüştür. Ayrıca LAO altlık üzerine PED ve PLD ile büyütülmüş filmlerin magnetik alana bağlı Jc değişim eğrileri
karşılaştırılmıştır. Bu eğrilerden PED ile hazırlanan YBCO filmin kusur yoğunluğunun yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Đkincil fazların oluşum nedeni tam bilinmemekle birlikte elektron hedef etkileşiminin bir sonucu olabileceği veya altlık üzerinde yüksek altlık sıcaklığı nedeniyle oluşmuş olabileceği düşünülmüştür.
PED tekniğinde ortam gazının (N2, Ar), gaz basıncının (4–17 mtorr) ve
hızlandırıcı potansiyelin (10–16 kV) film yüzeyinde görülen parçacıkların büyüklüğüne ve film büyüme hızına etkisinin incelendiği bir çalışmada, YBCO filmi Si altlık üzerine büyütülmüştür. AFM fotoğraflarından; sadece basıncın artması ve sadece hızlandırıcı potansiyelin azalması ile parçacık büyüklüğünün ve film büyüme hızının azaldığı; N2 yerine Ar gazı kullanıldığında parçacık büyüklüğünde önemli bir
değişimin olmadığı, büyüme hızının arttığı fakat aynı zamanda hedef tahribatının önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Artan basınçla parçacık büyüklüğünün ve büyüme hızının azalmasının sebebi olarak, artan basınçla elektronların gaz molekülleriyle daha çok etkileşmesi ve enerjilerinin azalması, elektronların hedefle daha az enerjili olarak etkileşmesi ve bunun sonucu olarak hedeften daha küçük parçacıkların kopması düşünülmüştür. Hızlandırıcı potansiyelin artması ile parçacık büyüklüğünün ve büyüme hızının artmasının sebebi olarak da, artan hızlandırıcı potansiyelle elektronların enerjilerinin artması, elektron-hedef etkileşiminin artması böylece daha büyük parçacıkların kopması düşünülmüştür. Parçacık büyüklüğünün bu şekilde
basınç ve hızlandırıcı potansiyel değerleri ile kontrol edilebilmesi, PED sisteminin teknik uygulamalar için önemli olduğunu göstermiştir [77].
L. Vergnieres ve arkadaşları [78] tarafından, STO altlık üzerine 3 farklı sıcaklıkta (840, 850, 860 ºC) YBCO filmi büyütülmüş; sıcaklığın, filmin mikroyapısına ve süperiletkenlik özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. SEM fotoğraflarından; tanecik büyüklüğünün sıcaklıkla arttığı ve 840 ºC’lik filmde safsızlıkların olduğu görülmüştür. XRD verilerinden; sıcaklıkla tanecik büyüklüğünün arttığı, yapılanmanın azaldığı, c ekseni yönünde büyümenin arttığı fakat 860 ºC’lik filmde safsızlık pikinin oluştuğu görülmüştür. AC alınganlık ölçümlerinden; 840 ºC’lik film için Tc = 82 K , ∆Tc = 3 K; 850 ºC’lik film için
Tc = 90 K , ∆Tc = 1 K olarak belirlenmiş ve 860 ºC’lik film için belirlenememiştir.
Geniş geçiş aralığının safsızlıklardan kaynaklandığı düşünülmüş ve iyi bir epitaksiyel YBCO filminin büyümesi için uygun sıcaklık 850±3 ºC olarak belirlenmiştir.
E. Gilioli ve arkadaşları [79] tarafından PED tekniği ile statik (kısa boyda) ve dinamik (uzun boyda) olarak büyütülen tampon tabakalarının ( Zr(%15)CeO2,
Yb(%45)CeO2, Ta(%10)CeO2 ve CeO2 ) kristal yapı ve yüzey pürüzlülüğü gibi
yapısal özellikleri birbiriyle karşılaştırılmış ve Zr, Yb ve Ta katkılarının tampon tabakalarının özelliklerine etkisi incelenmiştir. Ni–5%W altlık üzerine büyütülen tabakaların dielektrik güç ölçümlerinden; katkılı CeO2 için ölçülen dielektrik gücün,
katkısız CeO2 için ölçülen dielektrik güç değerinden daha büyük olduğu ve
dolayısıyla katkılamanın malzeme kırılma dayanıklılığını artırdığı görülmüştür. SEM fotoğraflarından; yüzeylerin küçük yabancı maddelerle kaplandığı, yüzeylerin pürüzlü olduğu fakat çatlakların olmadığı ve aynı zamanda dinamik yolla üretilen tampon tabakasının yüzeyinin, statik yolla üretilene göre daha düzgün olduğu görülmüştür. X-ışını kutup şekillerinden; dinamik yolla üretilen Zr(15%)CeO2/ Ni–
5%W filmine ait kutup şekillerinin, statik yolla üretilene göre daha iyi olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, PED sisteminin uzun boyda ince film üretimi için ucuz ve etkili bir yol olduğu düşünülmüştür.
RF magnetron püskürtme tekniği ile DBCO/STO/MgO, DBCO/STO/Si filmlerinin büyütüldüğü çalışmada, büyütme ve karakterizasyon şartları belirlenmiş, tampon tabakaları ve filmlerin; kristal yapısı, mikroyapısı ve elektriksel özellikleri belirlenmiş ve bu özellikler üzerine büyüme parametrelerinin (sıcaklık, basınç vb)
etkisi incelenmiştir. DBCO/STO/MgO için; XRD verilerinden her bir tabaka için (h00) piklerinin oluştuğu ve dolayısıyla c yönünde büyümenin olduğu ve R-T, I-V ölçümlerinden kritik sıcaklık Tc = 90 K ve kritik akım yoğunluğu Jc = 106 A/cm2
(77 K) olarak belirlenmiştir. DBCO/STO/Si için; XRD verilerinden, TEM fotoğraflarından, HREM fotoğraflarından ve Auger ölçümlerinden yüksek basınçta STO tabakasının amorf olduğu, FWHM değerinin O2 miktarının artmasıyla arttığı,
STO tabakasında tanecik sınırlarının olduğu, STO ile Si arasında amorf bir yapının oluştuğu, bu amorf yapının yüksek işlem sıcaklığı ve basıncından kaynaklandığı, DBCO ile STO arasında da bir amorf yapının oluştuğu, tanecik sınırları boyunca STO’ya Ba difüzyonu gerçekleştiği ve sıcaklık azaldıkça bu difüzyonun azaldığı görülmüştür [80].
YBCO filmi, PLD tekniği ile CoSi2 tampon tabakalı Si altlık üzerine 500, 580,
660 0C çökeltme sıcaklıklarında büyütülmüştür. CoSi2 tabakası, Si/Co/Si çok tabakalı
yapıya iki aşamalı bir işlemin uygulanması ile elde edilmiştir. Bu işlem sayesinde silisyumun YBCO’ ya difüzyonuna sebep olabilecek hollerin oluşumu engellenmiştir. Si/CoSi2 arayüzey pürüzlülüğü 5 nm’yi geçmemiştir [81].
X. L. Li ve arkadaşları [82] tarafından RF magnetron püskürtme tekniği ile; (001) Si altlık, YSZ tampon tabakalı Si altlık ve ECO/YSZ tampon tabakalı Si atlıklar üzerine YBCO filmi büyütülmüştür. ECO ve YSZ tabakalarının, filmlerin yüzey morfolojilerine, kristal yapısına ve süperiletkenlik özelliklerine etkisi incelenmiştir. XRD verilerinden; YBCO/Si filminde, sadece zayıf bir (005) pikinin olduğu ve bu nedenle kristallenmenin az olduğu, YBCO/YSZ/Si ve YBCO/ECO/YSZ/Si filmlerinde, tabakaların sadece (00l) piklerinin olduğu ve bu nedenle tabakaların altlık yüzeyine dik olarak (00l) yöneliminde iyi bir şekilde büyüdüğü görülmüştür. FHWM değerlerinin; YBCO/ECO/YSZ/Si filmi için en küçük olduğu ve bu nedenle ECO/YSZ tabakasının YBCO’nun kristallenmesini ve epitaksiyelini arttırdığı görülmüştür. YBCO/Si filminde YBCO ile Si arasında SiO tabakası görülmüş, bu tabakanın da YBCO ile Si arasındaki örgü uyumsuzluğu ve güçlü difüzyondan kaynaklandığı ve bununda ECO/YZO tabakası ile giderilebileceği düşünülmüştür. AFM fotoğraflarından; YBCO/ECO/YSZ/Si filmlerinin yüzey yapısının daha düz ve yoğun olduğu ve küçük tanecikli yapıya sahip olduğu ve YBCO/YSZ/Si filmlerinin yüzeyinin büyük yüzey çıkıntılarına sahip olduğu
görülmüştür. YBCO, YSZ ve ECO tabakalarının altlık yüzeyine dik bir şekilde c yöneliminde büyüdüğü, YSZ tabakasının YBCO ile Si arasındaki difüzyonu engellediği ve ECO tabakasının da YBCO ile YSZ arasındaki örgü uyumsuzluğunu engellediği görülmüştür.
PLD tekniği ile STO altlık üzerine YBCO filminin büyütüldüğü çalışmada [83] , filmin yüzey morfolojisi, AFM ve STM ile belirlenmiştir. Altlık kesim açısının, filmin yüzey morfolojisi üzerine etkisi incelenmiş ve (100) olarak kesilen altlıklar üzerine çökeltilen filmlerin daha düzgün bir yüzey yapısına sahip olduğu görülmüştür.
J. Gao ve arkadaşları [84] tarafından, ECO/YSZ tampon tabakalı Si altlık üzerine YBCO filminin büyütüldüğü çalışmada, ECO tabakasının YBCO filmin yüzey morfolojisini ve yapılandırmasını geliştirdiği, YSZ tabakasının da Si altlık ile YBCO filmi arasındaki etkileşimi engellediği görülmüştür. XRD, STM, TEM, SEM analizlerinden, ECO/YSZ tampon tabakasının, YBCO filmin yüzey pürüzlülüğünü azalttığı ve kristal yapısını geliştirdiği sonucuna varılmıştır.
D. F. Lee ve arkadaşları [86] PED tekniği ile tampon tabakası oluşturularak hazırlanan altlık üzerine ( CeO2/YSZ/Y2O3/Ni–5%W ) YF3, BaF2 ve CuO tozlarıyla
yapılmış bir hedefi kullanarak, YBCO filmini büyütmüşlerdir. Uzun-süreli kaynak dayanıklılık testiyle, uygun basınç 9 mtorr olarak belirlenmiştir. ICP-MS analiz yöntemiyle, hedefin ve filmin kimyasal kompozisyonu incelenmiş ve stokiyometrik büyüme için hedefi oluşturan tozların Y : Ba : Cu = 1 : 1,8 : 3 oranında karıştırılması uygun görülmüştür. XRD verilerinde; YBCO filmin (103) ve (013) piklerinin olmadığı, sadece yüksek yoğunlukta (00l) piklerinin olduğu görülmüştür. Yaklaşık 8 Ao/s’lik bir büyüme hızı ile 1 MA/cm2 kritik akım yoğunluklu YBCO filmi üretilmiş böylece PED tekniği ile yüksek kritik akım yoğunluklu filmlerin yüksek büyüme hızı ile büyütülebileceği kanıtlanmıştır.