化学气相沉积-后退火法制备MgB2超导薄膜

本文提出在高真空镀膜系统中通过化学气相沉积(CVD)的方法沉积高纯度的先驱B膜,再经过后退火工艺,Mg扩散进入先驱膜而反应生成了MgB2超导薄膜.经过多种实验方法检测,这种薄膜具有较为优异的超导性能,是一种和传统微电子工艺兼容、适宜于工业化大规模生产MgB2超导薄膜的方法.     

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。     

MgB2超导薄膜制备方法对比研究

文章结合MgB2超导薄膜在电子器件中的应用,简介了混合物理化学气相沉积法、脉冲激光沉积法、磁控溅射法、分子束外延法和电子束蒸发法等MgB2超导薄膜制备方法和研究进展,并对主要的MgB2超导薄膜制备方法进行了比较,提出了改进意见.对MgB2超导薄膜的应用前景作了展望.     

MgB2超导薄膜制备方法对比研究

文章结合MgB2超导薄膜在电子器件中的应用,简介了混合物理化学气相沉积法、脉冲激光沉积法、磁控溅射法、分子束外延法和电子束蒸发法等MgB2超导薄膜制备方法和研究进展,并对主要的MgB2超导薄膜制备方法进行了比较,提出了改进意见.对MgB2超导薄膜的应用前景作了展望.     

MgB2超导薄膜的微波测量

报道了利用蓝宝石介质谐振器技术测量MgB2超导薄膜的微波表面电阻Rs、OK时的穿透深度λ(O)和超导能隙△(O)．λ(O)和△(O)的值是通过先测量样品穿透深度λ(T)的变化量△λ(T)，然后由BCS理论模型拟合△λ（T)的实验数据得到的．测试样品是利用化学气相沉积技术在MgO(111)基片上制备的c轴织构的MgB2超导薄膜，薄膜的超导转变温度和转变宽度分别为38K和0．1K．微波测试结果表明在10K，18GHz下MgB2薄膜的Rs约为100μΩ，可以和高质量的YBCO薄膜的Rs值相比拟；BCS理论拟合得到的MgB2超导薄膜的λ(0)=102nm，△(0)：1．13kTc．     

硅掺杂MgB2超导薄膜的制备及研究

本文报道了基于混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapordeposition,简称为HPCVD),以硅烷热解出的Si原子作硅源,在SiC衬底上原位生长了一系列硅掺杂MgB_2超导薄膜样品.样品中最大硅掺杂量是9%.与纯净的MgB_2薄膜相比较,掺杂样品的超导临界转变温度T_c没有大幅下降,超导临界电流J_c得到了一定提升.在温度为5K,外加垂直磁场为3T的条件下,样品的临界电流密度最大达到2.7×10~5Acm~(-2).同时上临界场H_(c2)在超导转变温度附近对于温度的变化曲线斜率—dH/dT也有一定的提高.     

化学溶液沉积快速制备YBCO超导薄膜研究

用传统的三氟乙酸盐—金属有机化合物热解法（简称TFA-MOD）来制备YBCO超导薄膜,由于制备时间长,不利于工业化.本文通过加入高沸点螯合剂二乙醇胺来改善前驱液性质,然后采用高温烧结一步法快速制备出完整的YBCO超导薄膜.制备的YBCO超导薄膜致密、几乎无a轴晶粒,YBCO（00l）峰具有立方取向,没有其他杂相峰.同时...     

多层膜外退火方法制备MgB2超导薄膜

报道了利用电子束蒸发的Mg/B多层膜作为前驱体,然后退火制备MgB2薄膜的工作.实验中发现,采用翻转膜面的退火处理方式可以有效地避免降温过程中Mg蒸气在薄膜表面形成的颗粒凝结,由此稳定地实现了面积为10 mm×10mm,均匀、平整的超导薄膜的制备,Tc达35 K,转变宽度为0.8 K,在5 μm×5 μm的区域内薄膜的平均粗糙度小于10 nm.为了便于后续器件制作过程中的微加工工艺,研究了膜厚小于1000 (A)时薄膜的成相规律,发现当样品厚度减薄后,Te会有明显降低.通过调整前驱薄膜中的不同分层厚度,仍可实现转变温度达30 K以上、厚度约600 (A)的MgB2薄膜,在20 K时的临界电流密度为2.4×106 A/cm2.     

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。     

金属有机物化学气相法制备YBCO超导薄膜研究

运用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD),在LaAlO3(LAO)单晶上沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导薄膜。通过使用优化的进液装置,使金属有机源连续、稳定地输送至蒸发皿进行闪蒸。通过优化总气压、氧分压等生长条件,获得高质量的YBCO薄膜。在固定的温度条件下,调节反应总气压和氧分压,在总压为380Pa,氧分压为180Pa获得YBCO薄膜临界电流密度Jc=0.6MA/cm2。随着氧分压增大,YBCO薄膜产生a轴取向,(005)峰向左偏移,且薄膜中的Cu/Ba由1.0变化至1.63。在Cu/Ba=1.48时,YBCO薄膜结构与性能较优。     

金属有机化学气相沉积法制备钛酸铅铁电薄膜

利用低压ＭＯＣＶＤ工艺分别在（００１）取向的ＬａＡｌＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３和重掺杂硅单晶衬底上制备ＰｂＴｉＯ_３铁电薄膜，并通过Ｘ射线衍射谱对薄膜的微结构进行分析．Ｘ射线θ－２θ扫描显示硅衬底上得到了ＰｂＴｉＯ_３多晶薄膜，另两种衬底上得到了择优取向的ＰｂＴｉＯ_３薄膜．ＬａＡｌＯ_３衬底上的ＰｂＴｉＯ_３薄膜有ａ和ｃ两个取向，也就是薄膜中存在着９０°畴结构，而生长在ＳｒＴｉＯ_３衬底上的ＰｂＴｉＯ_３薄膜中只存在ｃ方向的择优取向．由于薄膜的尺度效应，发现ｃ轴晶格常数与块材相比均缩短．Ｘ射线的φ扫描验证了后两类薄膜的外延特性，利用同步辐射的高强度和高能量分辨率用摇摆曲线方法研究了这两种外延薄膜的品质，进一步证明了ＳｒＴｉＯ_３衬底上的ＰｂＴｉＯ_３薄膜的单畴特性．利用重掺杂的硅衬底作底电极，测量显示直接生长于硅衬底上的ＰｂＴｉＯ_３多晶薄膜具有良好的铁电性能 关键词：     

CRYSTALLINE CARBON NITRIDE THIN FILMS DEPOSITED BY MICROWAVE PLASMA CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

The crystalline carbon nitride thin films have been prepared on Si (100) substrates using microwave plasma chemical vapor deposition technique. The experimental X-ray diffraction pattern of the films prepared contain all the strong peaks of α-C₃N₄ and β-C₃N₄, but most of the peaks are overlapped.The films are composed of α-C₃N₄ and β-C₃N₄. The N/C atomic ratio is close to the stoichiometric value 1.33. X-ray photoelectron spectroscopic analysis indicated that the binding energies of C 1s and N 1s are 286.43eV and 399.08 eV respectively. The shifts are attributed to the polarization of C-N bond. Both observed Raman and Fourier transform infrared spectra were compared with the theoretical calculations. The results support the existence of C-N covalent bond in α- and β-C₃N₄ mixture.     

热丝法制备纳米晶硅薄膜结构及沉积机制的研究

用热丝法制备了纳米晶硅薄膜．通过Raman散射谱及X射线谱，系统地研究了沉积气压P_g、高H₂稀释及衬底与钨丝之间距离对沉积速率、纳米硅薄膜的形成和结构等的影响．计算了沉积过程中的温度场分布．讨论了沉积过程中反应基元的输运和相关的气相反应，以及H在薄膜生长中的作用，由此分析了沉积参量对薄膜结构的影响，得到了与实验相一致的结果． 关键词：     

初探混合物理化学气相沉积法(HPCVD)制备不锈钢衬底MgB2超导厚膜样品

介绍用混合物理化学气相沉积法(HPCVD)制备的不锈钢衬底MgB2超导厚膜样品.该样品的Tc(onset)=38K,Tc(0)=27K.X光衍射图形表明它是(101)方向织构的致密厚膜.这种膜具有较强的韧性,同时和衬底有高度的结合性.当其被弯曲到约200微米半径的弧度时,膜面会出现条状裂纹,但仍有少部分膜面未被破坏,保持完整,表现出较好的韧性.     

微波等离子体化学气相沉积法制备C3N4薄膜的结构研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,用高纯氮气（99．999％）和甲烷（99．9％）作反应气体,在单晶Si(100)基片上沉积C3N4薄膜,利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌,表明薄膜由密排的六棱晶棒组成,X射线衍射和透射电子显微镜结构分析说明该薄膜主要由β－C3N4和α－C3N4组成,并且这些结果与a-C3N4相符合较好,由虎克定律近似关系式计算了α－和β－C3N4的傅里叶变换红外光谱和Raman光谱,实验结果支持C－N共价键的存在。     

低压等离子体增强化学汽相沉积法制备立方氮化碳薄膜

用低压等离子体增强化学汽相沉积法和氮化硅中间过渡层的方法，在硅片和玻璃上，制备了立方氮化碳薄膜.用光电子能谱测试了其成分和结合能，薄膜含氮量为42.96%.C1s和N1s的结合能分别为285.01和398.60eV.透射电子显微镜研究表明，制备的氮化碳属于体心立方结构，根据衍射花样，计算的晶格常量a为0.536nm，这与理论预言的结果a为0.53973nm很接近.随着沉积的时间增长，还观测到了氮化碳薄膜的菊池花样.在玻璃上沉积的氮化碳薄膜在可见光和近红外区域是透明的，在400nm处有光吸收. 关键词：     

GROWTH OF PREFERENTIALLY ORIENTED CUBIC BORON NITRIDE FILMS BY CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

Preferentially oriented cubic boron nitride films on nickel substrates have been grown using hot-filament-assisted rf plasma chemical vapor deposition method. X-ray photoelectron spectroscopy shows that the cubic boron nitride films are stoichiometric. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction show that the films are of high quality with well-faceted and (220) preferentially oriented grains, without X-ray diffraction detectable hexagonal boron nitride phase. The nucleation and growth process has been investigated. After 40min deposition, well aligned, well faceted cubic boron nitride nuclei can be seen on the substrnies, and after 2 h deposition, the rectangular grains can be seen on the substrate with their corresponding edges parallel to each other in scanning electron microscopic images. The ratio of the diffraction peak height of (220) face to that of (111) face is about 5.2 in the X-ray diffraction pattern, but the corresponding value of the random cubic boron nitride crystallites is only 0.06.     

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.