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.     

在多晶Al2O3衬底上化学气相沉积MgB2超导薄膜

报道了制备MgB2超导薄膜的一种新方法和测量结果，MgB2超导薄膜的制备采用的是两步异位退火方法，但在现有报道的方法不同的是，制备硼（B）先驱膜采用的是化学气相沉积方法，在460℃温度下热分解乙硼烷（B2H6）沉积的，然后镁（Mg）蒸气中分别在730℃、780℃和830℃条件下退火，生成MgB2超导薄膜，扫描电子显微镜观察表明制备薄膜是多晶的，MgB2晶料小于2μm。X衍射分析发现所生长的薄膜是随机取向的。800℃条件下退火生成的MgB2超导薄膜起始转变温度和零电阻温度分别达到35K和24K，结果表明，采用B2H6热分解化学气相沉积B先驱膜的方法在优化的沉积条件和退火条件下可制备高质量的MgB2超导薄膜，我们这种化学气相沉积MgB2超导薄膜方法在大面积的MgB2超导薄膜制备方面较脉冲激光沉积方法具有优势，并且与现有的半导体工艺技术相兼容，有利用实现MgB2超导薄膜在电子器件方面的应用。     

退火时间对MgB_2超导薄膜的影响

在多晶A l2O3衬底上,以B2H6作为硼源,化学气相沉积先驱B薄膜,采用Mg扩散方法,在不同退火时间条件下制备了MgB2超导薄膜。通过电阻-温度曲线测量、X射线衍射分析和扫描电子显微镜形貌观测方法,研究了退火时间对MgB2薄膜的超导特性、晶体结构、表面形貌的影响。     

硼膜制备工艺、微观结构及其在硼化镁超导约瑟夫森结中的应用

MgB_2材料具备临界转变温度较高、相干长度大、临界电流和临界磁场高等优点,被认为有替代Nb基超导材料的潜力.研究了不同温度下以化学气相沉积法制备的硼(B)薄膜的微观结构.实验结果表明:较低温度沉积的B先驱薄膜为无定形B膜,可以与Mg蒸气反应生成MgB_2超导薄膜;当沉积温度高于550?C时,所得硼薄膜为晶型薄膜;以晶型硼薄膜为先驱膜在镁蒸气中退火,不能生成硼化镁超导薄膜.利用晶型B膜的这一特点,成功制备了以晶型硼薄膜为介质层的硼化镁超导约瑟夫森结.     

采用CVD异位退火和双温区HPCVD工艺制备MgB_2/B/MgB_2多层膜北大核心CSCD

介绍了采用了MgB2薄膜的化学气相沉积(CVD)异位退火和双温区混合物理化学气相沉积(HPCVD)制备技术,并以B膜作为势垒层在多晶的Al2O3基底上制作了三明治结构的MgB2/B/MgB2多层膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和标准四线法对制备的MgB2/B/MgB2多层膜的断面结构、超导薄膜晶体结构及超导特性进行了测量研究.结果表明,制备的MgB2/B/MgB2多层膜结构清晰,底层和顶层超导薄膜显示出良好的超导特性.     

(0001)SiC衬底MgB_2超薄膜的制备和性质研究

利用混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapor deposition简称为(HPCVD)在(0001)SiC衬底上制备了干净的MgB2超导超薄膜.在背景气体、压强、载气氢气流量以及B2H6的流量一定的情况下,改变沉积时间,制得一系列MgB2超薄膜样品。通过观察样品的表面形貌变化探究了MgB2超薄膜的生长过程.该系列超薄膜的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式且沿c轴外延生长.以20nm超薄膜作为例子,可知其表面连接性良好,超导转变温度Tc(0)≈38.5K,临界电流密度Jc≈0.82×107 A/cm2,表明了利用HPCVD在(0001)SiC衬底上制备的MgB2超薄膜有很好的性能.这预示其在超导电子器件上具有广阔的应用前景.     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta,Mo和W上制备MgB2 超导厚膜 .厚膜中的MgB2 晶粒结合紧密 ,粒度小于1μm ,呈随机取向生长 .电阻测量表明沉积在Ta ,Mo,W上的MgB2 厚膜的超导起始转变温度分别为 3 6.5K ,3 4.8K ,3 3 .4K ,对应的转变宽度为 0 .3K ,1.5K和 2 .0K .三种基底上制备的MgB2 厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况基本相同 ,MgB2 Mo厚膜的临界电流密度在 5K ,1T时可达 1.2× 10 5A cm2 .本工艺可以随意控制膜的厚度、形状、大小 ,也可进行双面沉积 ,且制备出的MgB2 厚膜的超导性能优良 ,为MgB2 超导体的实用化提供了可能     

混合物理化学气相沉积法制备蓝宝石衬底外延MgB2薄膜性质的研究

我们用混合物理化学气相沉积(Hybridphysicalchemicalvapordeposition简称为HPCVD)法在αAl2O3(00l)衬底上原位制备了一批超导性能良好的外延MgB2超导薄膜样品.用10%浓度的乙硼烷(B2H6)氢气混合气作为原料,研究了不同条件对MgB2薄膜沉积速率的影响.在一定条件下制备了一批MgB2薄膜,厚度为200nm左右,样品的零电阻转变温度(Tc0)最高达到39K.X射线衍射分析的θ～2θ扫描表明,MgB2薄膜的晶粒都具有较好的C轴取向,对样品的(101)面Φ扫描结果显示MgB2薄膜晶格与衬底有很好的外延取向,取向关系为[1010]MgB2∥[1120]Al2O3.由毕恩模型计算求得在5K和零场条件下,样品的临界电流密度Jc=9.8×106A/cm2.这些结果表明HPCVD技术在MgB2外延薄膜原位制备方面有着很大的优势,从而有利于实现MgB2薄膜在电子器件方面的应用.     

不同厚度的MgB_2超薄膜的制备和性质研究

本文报导了利用混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD)在SiC(0001)衬底上制备干净的MgB2超薄膜.在背景气体压强、载气H2流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备不同厚度的MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界场Hc2等与膜厚的关系.这系列超薄膜生长沿c轴外延,随膜厚度的变小Tc(0)降低,ρ(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于10nm厚的膜,Tc(0)~32.4K,ρ(42K)~124.92μΩ·cm,其表面连接性良好,平均粗糙度为2.72nm,上临界磁场Hc2(0K)~12T,零场4K时的临界电流密度Jc~107A/cm2,为迄今为止所观测到的10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,这也证明了10nm厚的MgB2膜在超导纳米器件上具有很强的应用潜力.     

先位粉末套管法制备MgB2/Fe线材的超导性能研究

采用先位法将MgB2粉装入纯铁管中,制备出MgB2/Fe超导线材.用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了样品的物相组成和显微结构;用SQUID测量了样品的超导转变温度;用标准四引线法测量了短样的临界电流.结果显示,超导样品的临界转变温度约为38.3 K,在4.2 K/4 T下MgB2/Fe线材的临界电流密度为～104A/cm2.研究结果表明,高温退火有效地减少了冷加工过程中产生的应力,改善了晶粒连接性,提高了芯材的致密度,可以显著地提高先位法制备线材的临界电流密度.     

n型BayNixCo4-xSb12化合物的热电性能

系统地研究了Ba填充分数及Ni含量对n型BayNixCo4-xSb12(x=0—0.1,y=0—0.4)化合物热性能及电性能的影响规律.n型BayNixCo4-xSb12的热导率随Ba填充分数的增加而显著下降,当Ba填充分数为0.3时,热导率随Ni含量的增加而降低,在x=0.05时,热导率达到最小值,晶格热导率随Ni含量的增加单调降低.电子浓度和电导率随Ba填充分数及Ni含量的增加而增加,塞贝克系数则随Ba填充分数及Ni含量的增加而减小.对于Ba0.3Ni0.05Co3.95Sb12试样,得到了1.2最大 关键词： n型方钴矿 填充 置换 热电性能     

微量硼掺杂非晶硅的瞬态光电导衰退及其光致变化

利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢稀释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量,并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响.发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合,说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用,估算了陷阱能级的位置.曝光处理后样品的光电导和暗电导不仅没有下降,而且还有所上升,薄膜的光敏性有所改善.很可能曝光过程引起了硼受主的退激活,导致费米能级向导带边移动,使有效的复合中心减少,样品的光电导上升. 关键词： 非晶硅 瞬态 光电导 光致变化     

Sb掺杂SrTio3透明导电薄膜的光电子能谱研究

用X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究了Sb掺杂的钙钛矿型氧化物SrTi1-xSbxO3(x=0.05,0.10,0.15,0.20)薄膜的电子结构.薄膜由紫外脉冲激光淀积在SrTiO3(001)单晶衬底上.该薄膜系列在可见光波段透明,透过率均超过90%.其导电性与掺杂浓度有关,当Sb掺杂浓度x=0.05时,薄膜显示金属型导电性.X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究结果表明,Sb掺杂在母化合物SrTiO3的禁带内引入了浅杂质能级和深杂质能级.浅杂质能级上的退局域化电子离化到导带中会产生一定的传导电 关键词： 光电子能谱 光学透过率 脉冲激光沉积薄膜     

储存环光学速调管自发辐射模拟研究

 用蒙特卡洛方法模拟了合肥储存环上TOK的自发辐射，通过模拟结果分析和讨论了电子束团能散和发射度对自发辐射谱的作用,并和实验结果进行了比较,分析了实验测出的自发辐射谱调制因子很低的原因。     

重电子金属CeCu(6-x)Nix低温电阻与比热的研究

测量了重电子金属CeCu6-xNix(x=0,005,01,015,02)01K—250K的低温电阻和5K—70K低温比热,发现样品电阻的极大值温度随着掺Ni含量的增大而急剧下降,这一现象反映少数与Ni邻近的Ce离子在极低温下磁矩的加强和整个Ce离子点阵对导电电子相干散射的减弱.与此相反,低温电子比热系数γ在较低温度下近于常数,而在8K附近因有效质量变大而明显上升,但γ明显上升的温度,对Ni的含量却不敏感,表明绝大部分Ce离子的状况并未受到影响 关键词： 重费米子系统 低温比热 低温电阻     

α-SiC“非汉字符号”表面结构的第一性原理计算

用全势缀加平面波方法(FPLAPW)计算了αSiC及其非极性(1010)表面的原子与电子结构.计算出的αSiC晶体结构参量:晶格常量和体积弹性模量与实验值符合得很好.用平板超原胞模型来计算αSiC(1010)表面的原子与电子结构,结果表明表面顶层原子发生键长收缩并扭转的弛豫特性,表面阳离子Si,C向体内方向发生不同程度的位移.表面重构的机理为Si,C原子由原来的sp3杂化方式退化为sp2杂化,与其三配位异种原子近似以平面构型成键.另外,表面弛豫实现表面由半金属性至半导体性的转变     

离子注入合成β-FeSi2薄膜的显微结构

采用MEVVA源(MetalVaporVacuumArcIonSource)离子注入合成βFeSi2薄膜,用常规透射电镜和高分辨电镜研究了不同制备参数下βFeSi2薄膜的显微结构变化.研究结果表明:调整注入能量和剂量,可以得到厚度不同的βFeSi2表面层和埋入层.制备过程中生成的α,β,γ和CsCl型FeSi2相的相变顺序为γFeSi2→βFeSi2→αFeSi2,CsClFeSi2→βFeSi2→αFeSi2或βFeSi2→αFeSi2.当注入参数增加到60kV,4×1017ionscm2,就会导致非晶 关键词： β-FeSi2 半导体薄膜 金属硅化物 离子注入 透射电子显微镜     

NFZ-10工业辐照电子直线加速器

 研制的电子直线加速器NFZ 10的辐照加工能力相当于30PBq的60Co源,电子束能量为4～12MeV,平均束功率为3kW,扫描宽度为1m,能量不稳定度≤±0.5%,束流不稳定度≤±0.6%,扫描不均匀度≤±2.5%。NFZ-10加速器已被用于辐照各种电力半导体器件,一年多来运行稳定可靠并获得较好的经济效益。     

近化学计量比铌酸锂晶体周期极化畴反转特性研究

采用K2O作助熔剂直接拉晶法和气相输运平衡技术制备出了高质量近化学计量比铌酸锂晶体,研究了铌酸锂晶体中的[Li][Nb]比含量对其畴反转结构和极化电场的影响.实验结果表明:随着晶体中[Li][Nb]比的提高,畴极化反转电场呈明显下降趋势,使用近化学计量比铌酸锂晶体,在4.0±0.5kVmm大小极化电场条件下,成功地实现了1.0mm厚度的周期极化畴反转.并用铌酸锂晶体的Li空位缺陷模型对上述实验结果给出了合理的解释. 关键词： 近化学计量比铌酸锂晶体 周期极化 畴反转     

SiO2气凝胶薄膜常压制备与强化研究

采用溶胶凝胶技术,结合碱性催化和低表面张力溶剂交换以及非活性CH3基团置换修饰,在常压条件下成功地制备了孔隙率为77%、折射率为1.12纳米多孔SiO2气凝胶薄膜.采用氨和水蒸气混合气体热处理技术提高薄膜的耐磨性、附着力等力学特性.使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)分别观察了溶胶的颗粒结构和薄膜表面形貌.应用傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)研究了薄膜经表面基团修饰前后的红外吸收光谱以及后处理对薄膜红外ω4(TO3)吸收峰位置和半宽度的影响.采用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率.耐摩擦和附着力测试表明: 关键词： SiO_2气凝胶薄膜 溶胶凝胶技术 纳米多孔结构