半熔融烧结靶直流磁控溅射外延生长YBCO超导薄膜

直流磁控溅射使用半熔融大直径平面烧结靶,在(100)SrTiO_3衬底上原位生长 YBa_2Cu_3·O_(7-δ)超导薄膜,可以很方便地和重复地获得临界电流密度高(J_c=3.4×10~6A/cm~2在77KB=0时)、微波表面电阻 R_s 较低(在77K,50.9GHz 时,R_s≤37mΩ)和均匀区较大的超导薄膜.X 光衍射,X 光双晶衍射摇摆曲线测量和透射电子显微镜分析结果表明,所得的 YBCO 薄膜为高度 c 取向的单晶外延膜.     

激光淀积YBa2Cu3O7外延超导薄膜

利用准分子脉冲激光成功地在(100)SrTiO_3与(100)Y-ZrO_2衬底上淀积了 YBa_2Cu_3O_7超导薄膜,T_c(R=0)>90K,J_c(T<82K)>1×10~6A/cm~2.研究了衬底温度对外延YBa_2Cu_3O_7薄膜超导性能及结构的影响.     

多层准光波导漏模的观测

本文提出了一种新的测量多层光学薄膜参数的方法。利用玻璃载物片夹一层水再夹一层酒精构成了含有两层准光波导薄膜的多层薄膜结构。观察并测量了这两层准光波导的m线,得到了薄膜的光学参数。薄膜折射率的测量误差为±1×10~(-3),薄膜厚度的测量误差为±0.1μm。     

离子束溅射沉积制备高JcYBa2Cu3O7—δ超导薄膜

本文报道应用离子束溅射沉积制备高 T_c 高 J_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.较详细地考察了影响薄膜组份比和晶粒取向的主要因素.实验表明采用本文提出的组合溅射靶可方便而又精确地调节薄膜 Y、Ba、Cu 组份比.详细描述了获得高度取向薄膜的工艺条件,获得了零电阻温度 T_(c0)=88～90.5K 和临界电流密度 J_c=1.5×10~3A/cm~2(77K)的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜.     

添加元素Ti对多芯Nb／Cu挤压管法Nb3Sn超导性能的影响

采用多芯 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线,研究了添加元素 Ti 对 Nb_3Sn反应层生长动力学及超导性能的影响.添加元素 Ti 明显提高了 Nb_3Sn 反应层生长速率.T_c值提高0.3K,H_c_2(O)提高到大约29T.在4.2K、15T 和20T 脉冲背景场下(脉冲上升时间t=10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达4.4×10~4A/cm~2和3.3 ×10~4A/cm~2.     

离子束溅射原位沉积制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜

利用离子束溅射技术在ZrO_2衬底上原位制备出YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜。薄膜的零电阻温度T_(co)=88K,临界电流密度J_c(77K)=5.2×10~5A/cm~2用X射线衍射和扫描电镜分析了薄膜特性。本文结果表明用离子束溅射法可原位沉积制备出高质量的超导薄膜。     

关于YBa_2Cu_3O_x-PrBa_2Cu_3O_x-YBa_2Cu_3O_x多层膜的研究

采用磁控溅射法研制了 YBa_2Cu_3O_x-PrBa_2Cu_3O_x-YBa_2Cu_3O_x 多层外延膜.上、下 YBa_2·Cu_3O_x 层的零电阻转变温度分别是80K 和82K.在77K 测量得到 PrBa_2Cu_3O_x 隔离层的电阻率约为 8×10~4Ω·cm.     

化学气相沉积制备MgB2超导薄膜

本文报道了利用化学气相沉积技术制备MgB2超导薄膜.首先在MgO(111)基片上化学气相沉积一层B膜,然后在Mg蒸气环境下对B膜进行后退火处理.退火后得到的MgB2薄膜在MgO(111)基片上呈随即取向生长,Mg、B原子比接近于1∶2.4;薄膜表面光滑致密,晶粒粒度约为0.5μm.电阻测量和直流磁测量表明薄膜超导转变温度为38K,转变宽度仅为0.1K.毕恩公式计算结果显示MgB2薄膜的临界电流密度在0T、10K时高达2×107A/cm2.     

MgO单晶基片上YBCO高温超导薄膜的制备

在2英寸MgO(001)单晶基片上,采用直流溅射法,通过基片高温退火,成功制备了性能优越的YBa2C3O7-δ(YBCO)双面超导薄膜,能够满足超导滤波器的设计要求。X射线衍射(XRD)分析表明经过退火的基片上生长的YBCO薄膜与基片有单一的外延取向关系;用原子力显微镜(AFM)和高能电子衍射(RHEED)分析高温退火对基片表面状况的改变。结果表明制备的YBCO薄膜具有很好的超导电性,薄膜临界电流密度Jc(77K,0T)≈2.5×106A/cm2,微波表面电阻Rs(10GHz,77K)≈0.16mΩ。     

用准光波导方法测量聚合物薄膜光学参数

本文报道用准光波导方法测量了沉积在棱镜底面上的聚苯乙烯和聚醚砜薄膜,确定了这两种聚合物薄膜的折射率和薄膜厚度.并用偏振光测定了其双折射.薄膜折射率测量误差为±1×10~(-3),薄膜厚度测量误差为±0.01μm.     

CuNi—NbTi超导开关线的研制

从理论上对超导开关线的母材选择和参数设计进行了分析,并对超导开关线的合理使用提出了建议。采用低温电阻率ρ(4.2K)=38×10~(-6)Ω·cm的Cu-30Wt.％Ni合金作母材,成功地研制得NbTi芯径分别为18μm和10μm的CuNi-NbTi二组元多芯拧扭复合线。这种复合线具有满意的绝热稳定性和开关特性,并且与cu-NbTi多芯拧扭复合线两者之间的超导接头表现出良好的冷压焊接性能,是一种优良的可用作高稳定性超导磁体恒流闭路运行的超导开关线。     

InGaAsP分别限制量子阱激光器

长波长InGaAsP量子阱激光器,以其低阈值、窄光谱线宽和高的调制频带宽等优良特性而成为大容量通信的基础。为此,我们利用低压MOVCD技术生长了1.62μm和1.3μm的InGaAsP材料,测得其77K光荧光(PL)谱线半峰高宽分别为18.7meV和28meV.利用X射线双晶衍射测得两种材料的晶格失配度不大于1×10^-3.并生长了四个不同阱宽的InGaAsP/InP量子阱结构,测得77K温度下的PL谱,分析了阱宽对发光波长及半峰宽的影响,并提出在量子阱激光器中减小界面层影响的方法。在此基础上,生长了分别限制量子阱激光器结构,并利用质子轰击制备出条形结构激光器,测得其最低阈值电流为100mA.直流工作光谱峰值波长为1.52μm左右,单面输出外微分量子效率约为36%.     

液氮下工作的薄膜biPbSrCaCuO dc SQUID

利用电阻加热、单源混合分层蒸镀方法制备的 Bi PbSrCaCuO 超导薄膜,研制成功带双桥结的单圆孔的直流超导量子干涉器(dc SQUID).这些 dc SQUID 在78K 呈现出完全的周期性磁通响应的电压特性.在无屏蔽条件下,0—1Hz 频率范围内,78K 的磁通噪声的典型值为1.7×10~(-3)φ_0/(Hz)~(1/2),相应的能量分辨率为3.6×10~(-26)J/Hz.同时,我们发现了无偏置电流下的可以锁定的磁通响应的电压二次谐波现象,此现象尚未理解清楚,但它与 dc SQUID的 I—V 特性形状有密切关系,并对其进行了探讨.     

2英寸双面Tl-2212超导薄膜

我们采用磁控离子溅射和后热处理的方法,在LaAlO3(001)单晶衬底上制作了2英寸直径的双面Tl-2212超导薄膜.薄膜的表面均匀,结构致密.X-光θ-2θ测试表明,薄膜具有很纯的Tl-2212超导相,并具有c-轴垂直于膜面的织构.电磁测试结果表明,薄膜的超导电性均匀,临界温度Tc大于100K,临界电流密度Jc(77K,0T)约1×106A/cm2, 微波表面电阻Rs(77K,10GHz)约0.5mΩ.     

用连续化学气相沉积法制取Nb_3Ge的研究

本文报道了用快速多层沉积的CVD方法连续制备Nb_3Ge超导带的初步研究结果.用H_2还原气态的NbCI_4和GeCI_2,在带速为15—23m/hr·的加热基体(Hastelloy B)上沉积出Nb_3Ge.已制出带宽2.5mm、沉积层每边厚5μm、A15 Nb_3Ge含量占大部份的样品,其T_c(起始)达到21.0K,T_c(中点)为19.0K,在4.2K和4T场强下,I_c和J_c(Nb_3Ge)分别为115A和4.6×10~5A/cm~2.对改进连续CVD法制备实用化Nb_3Ge带的某些工艺问题进行了讨论.     

脉冲超导磁体用Cu-CuNi-NbTi三组元多芯超导复合线的研制

从稳定性和交流损耗的观点阐述了脉冲磁体所用多芯超导复合线之主要参数(芯线直径d、复合线直径D和拧扭距l_p)的设计方法.设计并研制了两种cu-CuNi-NbTi三组元多芯复合线,其母材横向平均有效电阻率和NbTi芯径分别约为2×10~(-6)Q.cm,10 μm和2×10~(-7)Q.cm,6μm.讨论了复合线冶金工艺,特别是挤压温度对拉制NbTi细芯的影响.报道了复合线短样超导临界电流密度及其小型磁体的励磁性能.     

T1-1223超导体及其复Ag带的制备

研究了用部分熔化法制备Tl-1223超导体的工艺.样品的名义组成为(Tl_(0.5)Pb(0.5))(Sr_(0.8)Ba_(0.2))Ca_2Cu_3O_y。经熔化退火的样品,其磁化电流在77K和1T下大于2×10~4A/cm~2。用熔化—退火的超导粉作原料制得的复Ag带短样,J_c达1.6—1.7×10~4A/cm~2(77K,OT)。采用烧结后的超导粉作原料,在制备复Ag带的工艺中,如用熔化—退火的热处理制度,可以免除单轴压的冷加工工艺,这对长带的制备将带来很大的便利。     

表面吸附K原子的多层FeSe/SrTiO3(001)薄膜的抗磁响应的原位测量

SrTiO₃（001）单晶表面上生长的单层FeSe薄膜显示出了超乎寻常的高温超导电性,其超导增强机制的一个重要因素是电子由衬底转移到了单层FeSe薄膜当中.基于此认识,研究者们在吸附了钾（K）原子的多层FeSe薄膜表面上观察到了类似超导能隙的隧穿能谱和光电子能谱.但这种自上而下的电子掺入方式在多层FeSe薄膜表面上可能引起的高温超导电性,还缺乏零电阻或迈斯纳效应等物性测量实验的直接证实.本研究利用自行研制的一台特殊的多功能扫描隧道显微镜,在生长于SrTiO₃（001）衬底上的多层FeSe薄膜表面上,不但观察到了超导能隙随K吸附量的变化,而且利用原位双线圈互感测量技术,成功地的观察到了该薄膜的抗磁响应,并由此确定了该薄膜样品呈现迈斯纳效应的超导转变温度为23.9 K.其穿透深度随温度的变化呈二次幂指数关系,表明该体系的超导序参量很可能具有S^±配对对称性.     

厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox高温超导薄膜

采用直流磁控溅射和在纯氩气中后热处理的方法,在LaAlO3(001)衬底上生长出厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox(Tl-2212)超导薄膜.在77K和零磁场下,100nm厚的薄膜具有105.3K的超导转变温度和2.33×106A/cm2的临界电流密度.这些值与较厚的Tl-2212薄膜的最好值相符.30nm厚的薄膜仍具有大于100K的转变温度,并具有光滑致密的表面形貌和外延生长的晶体结构.20nm厚的薄膜仍显示出正常态的金属行为和充分的超导转变.当厚度小于20nm时,薄膜的表面形貌和超导电性明显变坏,6nm厚的薄膜在15K低温下,未发现超导转变.从这个意义上看,20nm为我们所研究的Tl-2212薄膜的临界厚度.     

掺TiNb3Sn超导性能改善机制研究

在 Nb/Cu 挤压管法制备的多芯 Nb_3Sn 超导复合线中添加合金元素 Ti 使其超导性能特别是在高场下的临界电流密度 J_c 得到显著改善.T_c 值提高约0.3K,H_(c2)(0)值提高到大约29Tesla,在4.2K_2 15T 和20T 脉冲背景磁场下(脉冲上升时间为10ms),J_c(Nb_3Sn)值分别达到4.4×10~4A/cm~2和3.3×10~4A/cm~2.在实验事实基础上,认为在低温下(<43K)掺适量Ti 元素的 Nb_3Sn 会发生部分马氏体相变,并用此观点结合磁通钉扎基本原理,对掺适量 Ti元素 Nb_3Sn 超导性能显著改善的事实进行解释,得到了一个改善掺适量 Ti Nb_3Sn 超导性能的可能机制.