高频溅射法制备Bi—Sr—Ca—Cu—O超导薄膜

以单晶 YSZ、YAG 为衬底,用高频溅射法制备了 Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导薄膜,膜厚为0.5—1μm,其中两个样品的超导性能为 T_c(onset)=92K,T_c(mid)=78K,T_(ce)=42K 和T_c(onset)=95K,T_c(mid)=78K,T_(ce)=36.5K,经分析,后者的组成近似地为Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_x.对靶组分、溅射和热处理条件与生成的膜成分、物相、形貌以及超导电性的关系做了讨论.     

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。     

在SrTiO3, NdGaO3衬底上生长的HgBa2CaCu2Oy超导薄膜

通过两步法,在SrTiO3, NdGaO3衬底上制备了HgBa2CaCu2Oy 高温超导薄膜,X射线衍射实验结果证明了薄膜是c-轴外延生长的.电阻温度测量表明薄膜的超导零电阻转变温度(Tc)>115K和临界电流Jc>0.4MA/cm2(77K,零磁场),而且重复性很好.扫描电镜实验揭示了薄膜是层状生长的,晶粒是四方形和八角形的,实验证实基于碳酸盐的靶也是适合于制备汞系铜氧化物高温超导膜的.     

欧姆加热共蒸镀法制备的Y-Ba-Cu-O薄膜的超导电性及其各向异性

我们利用欧姆加热共蒸发的方法首次制备出了一块超导薄膜。目前的结果是:起始超导转变温度为95K;零电阻温度为78.6K;转变宽度为12K(正常电阻的10%到90%).对几种物理量,如室温电阻及超导转变温度 T_c 表明,样品是各向异性的.电阻温度曲线表明,在超导转变温度 T_c 以上存在一个电阻极小值点,这可能与电子局域化及氧原子的迁移有关.     

欧姆加热共蒸镀法制备的Y-Ba-Cu-O薄膜的超导电性及其各向异性

我们利用欧姆加热共蒸发的方法首次制备出了一块超导薄膜。目前的结果是:起始超导转变温度为95K;零电阻温度为78.6K;转变宽度为12K(正常电阻的10%到90%).对几种物理量,如室温电阻及超导转变温度 T_c 表明,样品是各向异性的.电阻温度曲线表明,在超导转变温度 T_c 以上存在一个电阻极小值点,这可能与电子局域化及氧原子的迁移有关.     

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。     

电子束蒸发在Si衬底上制备MgB2超导薄膜

利用电子束蒸发法在 Si(111)衬底上制备了 Mg B2 超导薄膜。首先在衬底上按照 1∶ 2的原子比交替蒸发 Mg和 B,所形成的夹层先驱膜在 15 0 Pa99.99% Ar气氛下进行原位热处理 6 30℃× 30 m in。实验发现超导薄膜在正常态下无半导体电阻特性 ,超导起始转变温度为 2 4 .7K,零电阻温度为 16 .5 K。     

TFA-MOD方法制备YBCO超导薄膜研究

采用TFA-MOD方法在LaAlO3(001)单晶基片上制备了性能良好的YBCO超导薄膜:临界电流密度(Jc)可达3MA/cm2(77K,0T),超导转变温度Tc≈90K,转变宽度ΔTc=0.5K,其一次涂层厚度达338nm.通过X射线衍射(XRD)分析表明YBCO具有纯c-轴取向、无a-轴取向的晶粒存在.ω扫描分析表明该YBCO薄膜具有很好的面外外延性,其摇摆曲线的半高宽(FWHM)为0.653°. 用SEM分析也表明膜的表面无裂纹存在,表面平整,没有a轴晶粒生长.     

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.     

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.     

沉积温度对YBCO薄膜取向的影响

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在SrTiO3(100)单晶衬底上制备YBCO薄膜,用X射线对薄膜的取向和织构进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行观察.实验主要研究了衬底温度对薄膜外延取向的影响,结果表明在770℃温度下制备的YBCO有较多的a轴晶粒生成,在800℃温度下制备的YBCO是纯的c轴取向,且平均面内φ扫描半高宽(FWHM)为1.2°,超导转变宽度(△Tc)为0.9K.     

欧姆加热共蒸Y—Ba—Cu—O薄膜的金属—非金属转变及其对超导电性的影响

利用欧姆加热三元共蒸的方法制备了 Y-Ba-Cu-O 薄膜.研究了组分、热处理温度和降温速度诱导的金属-半导体转变及其对超导电性的影响.在这些研究的基础上,第一次利用欧姆加热三元共蒸方法获得了零电阻温度超过液氮温度的 Y-Ba-Cu-O 超导薄膜.其起始超导 T_c为98K,零电阻超导 T_c 为78.6K,中点超导 T_c 为84K,△T_c 为12K.     

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La1.85Sr0.15CuO4(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,薄膜的超导转变温度TC逐渐提高.     

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.     

衬底温度对化学气相淀积原位生长YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜的影响

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在氧化钇稳定的 ZrO_2(YSZ)衬底上一次生长出零电阻温度大于85K 的 YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)超导薄膜.研究了衬底温度对薄膜结构的影响,获得薄膜取向与衬底温度的关系和形成超导相的最低温度范围.此外,讨论了薄膜与衬底间的外延关系.     

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     

退火工艺对制备二硼化镁超导薄膜的影响

采用了化学气相沉积法(CVD),在低真空环境下制备出Mg B_2超导薄膜,并探索了退火温度、退火时间、降温速率对Mg B_2薄膜性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜和低温电导率测试系统对样品的晶体结构、表面形貌和超导电性进行了系统分析。研究表明:退火温度在780℃,退火时间为120min,退火后的降温速率控制在16℃/min左右,制备出的Mg B_2薄膜超导转变温度T_(c(onset))为39.5K,超导转变宽度ΔT_c为2K,表现出最优的超导性能,同时薄膜的成品率显著提高。证明了通过优化后,退火工艺可以显著提高Mg B_2的超导性能。     

13MeV质子对Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O超导薄膜的低温辐照效应

用不同通量的13 MeV 质子束照射了 Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O 超导薄膜,引起了电阻率ρ、T_c、T_(offset)(超导电阻完全转变的温度)和转变宽度△T_c 的明显变化.在照射通量≤2.8 ×10~(15)H~+/cm~2下,T_c 和 △T_c 没有变化,而ρ随通量的增加而超线性地增加,在通量为1.3×10~(17)H~+/cm~2时,T_(offset)和 △T_c 发生急剧的变化,这意味着超导晶粒间的相耦合被完全破坏了.被最大照射通量2.5×10~(17)H+/cm~2照射过的薄膜经室温退火后,T_(offset)和△T_c,几乎完全恢复了,但ρ仍然没有变化.     

脉冲激光沉积法制备(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 涂层导体

(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 是超导转变温度Tc 约为116 K 的无毒铜氧化物超导材料, 在迄今为止的超导材料中, 高压法制备的(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 多晶块材在液氮温区具有最高的不可逆场 Hirr ~ 15 T. 为了实现(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的规模化制备, 本文利用脉冲激光沉积技术在 LaMnO3/MgO/Y2 O3/Al2 O3/Hastelloy 柔性金属基底上依次外延生长了 LaAlO3 帽子层和(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导薄膜. X 射线衍射实验结果表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜沿a 轴外延生长, 电学输运数据表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜的超导转变温度Tc onset 为115K, 零电阻温度Tc0 为52 K, 不可逆场为9 T@35 K. 本文首次报道了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 在柔性金属缓冲层衬底的成功制备, 推动了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的实用化进程.     

混合物理化学气相沉积法制备Al2O3衬底MgB2薄膜性质的研究

我们用混合物理化学气相沉积(Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition简称为HPCVD)法在Al2O3(00l)衬底上原位制备了MgB2超导薄膜样品.样品厚度约为1μm左右,最高的超导起始转变温度Tc(onset)＝40.3K,转变宽度ΔT为0.3K.ρ50K=2.3μΩcm,剩余电阻比率RRR=R300K/R50K=10.样品的X射线衍射分析表明,MgB2薄膜具有较好的c轴取向,晶粒大小约200nm.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=7.6×106A/cm2,不同磁场下测得R～T曲线可以外推得到Hc2(0K)约10T.这些结果表明HPCVD技术在MgB2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.