高氧压下氧化物薄膜同质和异质外延的RHEED实时监测

我们自行研制了具有三级差分气路可以在高气压下工作的RHEED系统(High-pressure RHEED),并利用本系统实时监测了(001)SrTiO3基片上SrTiO3:Nb、Ba0.5Sr0.5TiO3、YBa2Cu3O7单层薄膜,及Ba0.5Sr0.5TiO3/SrTiO3:Nb双层膜的生长过程.研究结果表明当镀膜室氧压高达21Pa时该系统仍然可以正常工作,并且能够获取较清晰的衍射图样.通过分析衍射图样我们发现,所有这些薄膜都是外延生长且晶体质量良好,但薄膜生长模式及表面平整度受沉积条件影响较大.在真空下薄膜基本上以层状模式生长,具备纳米级光滑的表面,且其表面平整度并不因膜厚的改变而变化;而在10Pa量级氧压下薄膜更倾向于以岛状模式生长,膜表面平整度较差,并且随膜厚的增加粗糙度上升.此外对多层薄膜而言,底层薄膜的表面和结构直接影响到顶层薄膜的质量和品质.     

电化学氧化YBa2Cu3O6+x的晶体结构和超导电性研究

在较低温度下用电化学方法控制YBCO块材的氧含量对深入考察其氧含量、晶体结构和超导电性之间的关系有重要意义.我们用固态反应法合成并用惰性气体退火处理制备出非超导的四方相YBa2Cu3O6 x(x～0.1)块材样品,然后用熔融的KNO3-NaNO3作为电解质,用YBa2Cu3O6 x块材作为阳极对其进行电化学氧化.阳极氧化用恒流法在360℃进行.氧化产物的电阻、磁化率和结构特性分别用四引线法、SQUID磁强计和XRD进行测定.随着氧化时间和通过样品的电量(Q)的增加,样品中的超导相含量逐渐增加,依次可以获得超导相是60K相为主、60K和90K两相共存和90K单相的样品.XRD分析证明了电化学氧化后样品表面和内部的结构不同,表明了氧分布的不均匀性,样品表层的氧含量大于内部的氧含量.     

铁电薄膜可调带通滤波器

铁电薄膜的介电常数随外加电场强度的增加而减小.依据铁电薄膜的这一特性,提出了一种新颖的基于共面传输线结构的铁电薄膜可调带通滤波器.为了减小传输损耗,滤波器的导体部分由超导薄膜构成.滤波器的输入输出采用抽头线的方式分别与谐振器相接,外加电压通过输入输出端口直接施加到共面谐振器缝隙处的铁电薄膜上,用以改变铁电薄膜的介电常数,从而改变谐振器的谐振频率,实现带通滤波器通带频率的移动.这种新型可调带通滤波器具有结构紧凑、尺寸小及施加外加偏压容易等优点.仿真结果表明:铁电薄膜的介电常数在外加偏压下从250减小到150时,带通滤波器的传输特性曲线的形状基本保持不变,通带的中心频率从10.283GHz增加到10.518GHz,其3dB带宽保持在0.150GHz左右,反射损耗始终小于-17dB.     

基于电磁带隙结构的新型高温超导低通滤波器

提出了一种基于电磁带隙结构的低通滤波器实现形式,这种新型低通滤波器采用电容周期性加载共面(Coplanar Waveguide)传输线结构的形式.为了减小通带内波纹、显著提高阻带信号抑制,电容单周期性加载结构被调整为电容双周期性加载结构,同时在共面传输线的接地面上引入了双周期性的长方形缺陷地结构.基于上述方案设计制作了一个高温超导低通滤波器,仿真及测试结果表明:低通滤波器的带外抑制平均增加了约20 dB,带内传输损耗波纹显著变小.     

薄膜厚度对La1.85Sr0.15CuO4薄膜结构和超导电性的影响

使用直流同轴磁控溅射法,在SrTiO₃(STO)衬底上成功制备出c取向的La_1.85Sr_0.15CuO₄(LSCO)超导薄膜.通过电输运测量系统和X射线衍射仪研究了薄膜厚度对LSCO(x＝0.15)薄膜电学性质和晶体结构的影响.实验证明随着膜厚增加,(006)衍射峰的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)逐渐减小,薄膜的取向性增强,与此同时,薄膜的超导转变温 关键词： 1.85Sr_0.15CuO₄薄膜')" href="#">La_1.85Sr_0.15CuO₄薄膜 超导电性 晶体结构     

高温超导材料、物理、应用和实验方法研究进展

文章介绍了中国科学院物理研究所超导国家重点实验室在新超导材料探索合成、高质量样品的制备、超导机理和物理性质研究、以及仪器建设方面的研究进展.在超导材料方面,生长出具有国际一流水平的氧化物高温超导单晶;在铁基高温超导材料方面,获得最高的超导转变温度;在超导机理的研究方面,建立了一些行之有效的手段,如低温比热、隧道谱、角分辨光电子谱、红外光电导谱等等,利用这些重要手段获得了一些重要结果,如从比热角度提出欠掺杂氧化物超导体应该具有一个费米弧基态,利用高精度角分辨光电子谱测量第一次观察到115meV和150meV两个新的高能量精细结构.另外,还在介观尺度超导薄膜上面观察到一些有趣的现象,如磁通系统和人工微结构之间的匹配效应.     

高压下FexN化合物的相分解

 本文研究了室温下压力对Fe_xN化合物相分解的影响。X射线衍射分析表明，高压促使氮原子从Fe_xN化合物的晶格中脱溶出来，引起相分解，形成母相与α-Fe。这种相分解现象随压力增大而加强。通过分析不同压力下母相Fe_xN与α-Fe的相对含量，研究了氮从Fe_xN中脱溶的动力学过程，并计算出激活体积。对于Fe₃N和Fe₄N化合物，其激活体积分别为2.24×10^-5 m³/mol和1.62×10^-5 m³/mol。本实验还指出，通过对Fe_xN化合物的高压处理以及适当条件下退火，可以获得Fe₁₆N₂化合物。