NbN超导薄膜及NbN超导微桥的研究

采用射频反应溅射的方法,通过改变氩气和氮气的比例,并在不同的衬底温度下生长了NbN薄膜。测量了NbN膜的超导转变温度、电阻率和电阻比。膜的T_c一般是13—15K。对膜作了X射线分析和XPS谱分析。用NbN膜制成了超导微桥和厚差桥。     

H 离子辐照对 NbN 薄膜的微观结构和超导性能影响

氮化铌(NbN) 低温超导薄膜是用于制作超导器件的典型材料. 基于 NbN 超导薄膜的超导纳米线单光子探测器(SNSPD) 在量子通信、 暗物质探测、 激光测距等领域都有着广泛应用. 本工作借助中国科学院兰州近代物理所320 kV 低能重离子综合研究平台采用300-keV H1 + 离子对7 nm 厚度的低温超导材料 NbN 超薄膜进行了离子辐照, 得到了辐照前后超导转变温度Tc 及超导能隙 Δ(0) 、 费米面附近电子态密度 N0 等其他材料参数的变化, 为借助离子辐照手段改善 NbN SNSPD 性能提供了实验参考.     

射频超导腔加速性能的改进

为提高超导加速腔的加速梯度和Q值，改进了薄膜型超导腔的加速性能。研究证明，对于铜铌溅射腔，在无氧铜衬底和铌膜之间加入NbN 层可以提高铌膜的超导转变温度，改善晶格结构；对纯铌超导腔提出了改进方法，在传统的纯铌超导腔表面制备多层的超导-绝缘-超导复合膜可以屏蔽Nb腔表面的界面场，提高超导腔的临界磁场，从而提高了铌腔的加速梯度。     

射频超导腔加速性能的改进

 为提高超导加速腔的加速梯度和Q值，改进了薄膜型超导腔的加速性能。研究证明，对于铜铌溅射腔，在无氧铜衬底和铌膜之间加入NbN 层可以提高铌膜的超导转变温度，改善晶格结构；对纯铌超导腔提出了改进方法，在传统的纯铌超导腔表面制备多层的超导-绝缘-超导复合膜可以屏蔽Nb腔表面的界面场，提高超导腔的临界磁场，从而提高了铌腔的加速梯度。     

对靶溅射技术制备的La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3薄膜中Tc的降低

本文用对靶溅射技术制备了La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3薄膜.与YBCO单层薄膜相比,由于超导/铁磁系统中的磁性邻近效应,三层薄膜表现出较低的超导转变温度.薄膜的R～T测量曲线显示出超磁阻(CMR)效应和超导转变,预示着超导和铁磁特性共存于LCMO/YBCO/LCMO三文治结构.     

改进铜铌溅射型QWR超导腔性能的探讨

通过直流偏压二级溅射方法，在无氧铜腔体表面溅射一层铌膜，研制了铜铌溅射型射频超导1/4波长谐振腔(quarter wave resonator,QWR)，该腔主要用于重离子的加速，是北京放射性核束装置中后加速部分的预研项目.目前国际上很多实验室都在研究进一步提高铜铌溅射型QWR超导腔的性能，通过多种方法的实验研究，发现在无氧铜衬底与铌膜之间加入一层氮 化铌（NbN）薄膜，可以使得表面铌膜的超导温度转变点由原来的8.8K提高到了接近9.6K ，该方法有可能成为提高QWR腔加速性能的重要途径，目前进一步研究正 关键词： 溅射 QWR超导腔 氮化铌NbN 超导温度     

MgO和Si上NbN超薄薄膜的生长研究

我们在单晶MgO(100)、Si(100)和SiOx/Si基片上成功生长了纳米厚度的超薄NbN薄膜,利用现代分析手段:X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等技术分析研究了所制备的超薄NbN薄膜的微观结构、厚度、表面界面情况等物理特性。研究表明,在MgO(100)基片上获得了外延生长的单晶NbN超薄薄膜,在Si(100)和SiOx/Si基片上获得的是多晶NbN超薄薄膜。厚度均约6nm左右。这些超薄薄膜的超导转变温度分别为:MgO上薄膜是14.46K,Si和SiOx上薄膜分别是8.74K和9.01K.     

磁控溅射法结合异位退火制备MgB_2超导薄膜的研究

采用磁控溅射法,结合真空异位退火,成功制备MgB_2超导薄膜,探索了退火温度、退火时间、磁控溅射功率和溅射气压对MgB_2薄膜超导特性的影响。通过XRD、SEM和PPMS测量的结果来分析退火及溅射的工艺参数对MgB_2超导薄膜的晶体结构、表面形貌及超导性能的影响。研究表明,退火温度为670℃,退火时间为2h,MgB_2靶溅射功率控制在300W,Ar溅射气压保持为2Pa,MgB_2薄膜表现出最优的超导特性,其临界电流密度Jc为1.8×105A/cm2。     

制备温度对MgB-2薄膜超导电性的影响

报道了用两步法制备MgB2超导薄膜.首先利用脉冲激光沉积技术制备B膜,然后在Mg蒸气环境下对B膜进行后退火处理,通过扩散反应生成MgB2超导薄膜.采用扫描电子显微镜、x射线衍射、电阻测量和磁测量技术分析了前驱物B膜的制备温度对扩散产物MgB2薄膜的表面形貌、晶体结构、超导转变温度和临界电流密度的影响.结果表明,随着B膜制备温度的降低,MgB2薄膜中晶粒粒度减小、c取向的衍射线宽化、超导转变温度升高、临界电流密度增大.300℃时制备的MgB2超导薄膜的超导起始转变温度为395K,临界电流密度为13×107A 关键词： MgB2超导薄膜 脉冲激光沉积 基片温度     

超导体电输运及交流磁化率双模式测量系统研制

介绍了一种基于小型制冷机的超导转变温度电输运和交流磁化率双模式单腔测量装置。该装置包括电输运法测量和交流磁化率法测量两部分,分别实现对高温超导薄膜样品的超导转变温度的测量。电输运法测量部分利用四点法测量原理对超导薄膜的电阻进行测量,获取电阻随温度变化的曲线;同时利用电流换向法消除热电势带来的测量误差,以进一步提高测量的精度。交流磁化率法测量部分利用的是电磁感应原理和超导磁效应。该部分包含有初级线圈和次级线圈,超导样品放置于两线圈之间。初级线圈用于产生交变激励磁场,次级线圈的输出信号反应了超导样品磁化率的变化,其输出信号由锁相放大器获取。测量过程中使用计算机自动记录测量数据。     

电子束、离子辅助和离子束溅射三种工艺对光学薄膜性能的影响

 运用电子束、离子辅助和离子束溅射三种镀膜工艺分别制备光学薄膜，包括单层氧化物薄膜和增透膜，然后采取一系列测试手段，如Zygo轮廓仪、原子力显微镜、表面热透镜技术和X射线衍射等技术，来分析和研究不同的工艺对这些薄膜性能的不同影响，以判断合理的沉积工艺。     

Comparison of ZnO thin films grown on a polycrystalline 3C-SiC buffer layer by RF magnetron sputtering and a sol-gel method

Zinc oxide (ZnO) thin films were deposited on a polycrystalline (poly) 3C-SiC buffer layer using RF magnetron sputtering and a sol-gel method. The post-deposition annealing was performed on ZnO thin films prepared using both methods. The formation of ZnO piezoelectric thin films with less residual stress was due to a close lattice mismatch of the ZnO and SiC layers as obtained by the sputtering method. Nanocrystalline, porous ZnO film prepared using the sol-gel method showed strong ultraviolet UV emission at a wavelength of 380 nm. The 3C-SiC buffer layer improved the optical and piezoelectric properties of the ZnO film produced by the two deposition methods. Moreover, the different structures of the ZnO films on the 3C-SiC intermediate layer caused by the different deposition techniques were also considered and discussed.     

退火处理对磁控溅射制备LaCoO_3薄膜性能的影响

采用磁控溅射法在硅衬底上制备了LaCoO_3(LCO)薄膜,研究了退火温度对LCO薄膜组织结构、表面形貌及热电特性的影响,并利用X射线衍射仪、原子力显微镜(AFM)、激光导热仪等对LCO薄膜的晶体结构、表面形貌、热扩散系数等进行测量与表征.结果表明:退火温度对LCO薄膜的结晶度、晶粒尺寸和薄膜表面形貌都有较大影响;退火前后LCO薄膜的热扩散系数都随温度的升高而减小,且变化速率逐渐减缓; LCO薄膜的热扩散系数随退化温度的升高先增大后减小.LCO薄膜经过700℃退火后得到最佳的综合性能,其薄膜表面致密、平整,结晶质量最好,热扩散系数最小,热电性能最好.     

Electron spectroscopy study in the NbN growth for NbN/AlN interfaces

NbN superconductor and wide band gap AlN thin films were deposited using sputtering at room temperature. Study of the nitride interfaces are forerunner to the growth Josephson junctions that are considered able to work in the terahertz frequency. We find that to be compatible with lithography technology and to have a high critical transition temperature, the substrate should not be overheated, and this means working in low power regime to limit the induced heating of the plasma. X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray diffraction analysis were performed on samples deposited on crystalline, amorphous, flexible, and nanostructured substrates. The experimental results suggest us how to improve the deposition process in order to obtain the best nitride films as well as NbN/AlN/NbN trilayers for Josephson junction applications.     

直流磁控溅射制备AlN薄膜的结构和表面粗糙度

采用直流磁控反应溅射法,在Si(111)基底上成功制备了多晶六方相AlN薄膜.研究了溅射过程中溅射气压对薄膜结构和表面粗糙度的影响.结果表明:当溅射气压低于0.6 Pa时,薄膜为非晶态,在傅里叶变换红外光谱中,没有明显的吸收峰;当溅射气压不低于0.6 Pa时,薄膜的X射线衍射图中均出现了六方相的AlN(100)、(11...     

溅射粒子能量对金属Mo薄膜表面特性的影响

利用原子力显微镜研究了不同溅射离子能量对Mo薄膜表面形貌的影响.利用特殊设计的夹具，在同一真空内完成所有薄膜样品的制备，减少了多次沉积过程对薄膜生长特性的影响 .对原子力显微镜测量得到的表面高度数据进行相关运算，从统计角度定量地研究了不同沉积能量下Mo薄膜表面特性.结果表明，薄膜表面具有典型的分形特征，在相关运算的基础上给出表面的分形维数、水平相关长度、界面宽度等参数.其中，屏栅电压为500V时制备 的薄膜样品与300和700?V时制备的薄膜样品表面的界面宽度及水平相关长度具有倍数差别，但三种溅射电压下薄 关键词： 离子束溅射 钼 薄膜 分形     

Preparation and structural properties of thin carbon films by very-high-frequency magnetron sputtering

Growth and structural properties of thin a-C films prepared by the 60 MHz very-high-frequency(VHF) magnetron sputtering were investigated. The energy and flux of ions impinging the substrate were also analyzed. It is found that the thin a-C films prepared by the 60 MHz sputtering have a lower growth rate, a smooth surface, and more sp~3 contents.These features are related to the higher ion energy and the lower ions flux onto the substrate. Therefore, the 60 MHz VHF sputtering is more suitable for the preparation of thin a-C film with more sp~3 contents.     

靶压对磁控溅射GeC薄膜折射率的影响

采用磁控溅射技术,以碳氢气体和氩气为工作气体,在Ge基底上制备了GeC薄膜。研究了靶压对薄膜折射率的影响,发现在较高的靶压下制备的GeC薄膜具有较低的折射率,而在较低的靶压下则得到了高折射率的薄膜。通过控制溅射靶压,制备了折射率在2．5～3．8之间可变的GeC薄膜。利用拉曼光谱研究了GeC薄膜的结构。薄膜样品的硬度测试表明,较低折射率的GeC薄膜具有较高的硬度。     

退火对ZnO薄膜光学特性的影响

用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备出ZnO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱等研究了退火温度对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;随着退火温度的升高,(002)XRD峰强度和平均晶粒尺寸增大,(002)XRD峰半高宽(FWHM)减小,光致发光紫外峰强度增强。结果证明,用射频磁控溅射法通过适当控制退火温度可得到高质量ZnO薄膜。