3英寸双面YBCO高温超导外延薄膜研究

本文采用倒筒直流溅射方法(ICS)结合基片变速双轴旋转方式原位生长Φ3英寸双面YBCO高温超导外延薄膜.膜厚分布最大偏差小于10%,薄膜样品的中心与边缘部分的Tc0均达到90K,ΔTc≤0.3K,FWHM(005)≈0.2°,Rs(10GHz,77K)≈0.8mΩ,Jc值分布在2.2～3.1MA*cm-2之间,表明样品均匀性良好.     

高温超导薄膜在微波双工器上的应用

本文采用全波电磁仿真方法设计、制作并测试了一种工作于C波段的星载高温超导微波双工器,采用的材料是在厚度为0.5mm介电常数为23.5的LaAlO3衬底上用磁控溅射法制备而成的双面氧化物高温超导薄膜YBCO.利用在微波范围内,高温超导薄膜的Q值比常规导体高1～3个数量级的特点,实现了器件的小型化和低插损.     

高温超导薄膜及微波器件应用

介绍了高温超导薄膜制备方法（如磁控溅射、脉冲激光淀积、电子束共蒸发、化学气相沉积等）研究的进展和现状．对薄膜生长中的一些技术,如外延生长高质量的薄膜对基片的要求、常用的基片、为了减小像硅和蓝宝石一类的重要基片与高温超导薄膜间的扩散以及改善晶格匹配所采用的缓冲层技术等也作了简要的介绍,还介绍了薄膜的微波性质和用高温超导薄膜制备的微淡无源器件．     

Ф3英寸双面超导薄膜Jc均匀性测量

临界电流密度Jc是评价超导薄膜质量的重要参数之一，采用Jc测量装置可以准确、快速、无损检测Ф2～3英寸双面膜的Jc均匀性。该装置是利用高温超导薄膜的超导转变对线圈内感应电压产生的变化这一原理，测量线圈由初级和次级组成，所用信号频率为20kHz，次级信号在同样频率下由锁相放大器检测，测量过程全部由计算机控制，对于超导微波滤波器应用所要求的高质量Ф2～3英寸双面超导薄膜材料，必须具有高的Jc和低的Rs值，采用该装置测量超导薄膜的Jc均匀性，与Rs对应关系进行分析，将有助于超导薄膜的质量控制。     

高温超导薄膜生长机理初探

在3×10×0.5mm3的LaAlO3(001)基片上,利用直流磁控溅射生长一层厚度约为700nm的非晶态Tl2Ba2CaCu2Ox先驱薄膜.将先驱薄膜与热处理过的Tl2Ba2Ca2Cu3Oy块材(作为Tl源)一起在720～860℃温度下退火.为了研究薄膜的初期成核情况,退火时间一般为5分钟.利用XRD和完全抗磁性测试方法对样品的成相情况进行研究,结果显示,在薄膜生长的初期,较高的退火温度可以获得较大尺寸的初期生长核,但是退火温度达到860℃时,初期成核的晶粒尺寸变小.     

高温超导薄膜无源微波器件的应用

高温超导薄膜在微波器件中的应用,与常规导体相比可以减小器件的体积,重量,功率消耗和插入损耗,并且可以在液氮沸点附近工作,接近于卫星的环境温度100K,微波器件是在几个平方厘米的高温超导薄膜上制备的。这些薄膜必须要有最高的超导性能,如临界温度,临界电流密度以及微波表面电阻,因此高温度超导薄膜的应用受到制备大面积,高质量薄膜的限制,美国高温超导空间实验在1999年5月已经获得成功,使高温超导薄膜在微波器件中的应用成为现实。     

高温超导薄膜微波表面电阻测量标准理论精度修正

高温超导薄膜的表面电阻Rs作为应用超导器件设计和性能衡量的一个重要参数,对超导无源微波元件的设计和开发有很重要意义.准确测量超导薄膜的表面电阻Rs也就非常重要.国际通用的标准测量方案中的理论模型公式是基于高温超导膜无限大的基础上的.考虑到实际超导薄膜的总是有限大的情况,我们从理论上进行了精度分析,在此基础上对此理论模型公式进行了修正,求出基于超导膜有限大时的Rs的表达式,并对两种情况进行了一定的比较.     

高温超导薄膜及器件应用

高温超导 ( HTS)氧化物材料具有层状晶体结构 ,这样它们除了具有较高的超导临界转变温度外 ,还有一些其它的特殊性质 .对这些性质研究利用 ,可使 HTS材料得到广泛应用 ,特别是 HTS薄膜材料 ,现在很多 HTS薄膜器件已得到成功应用 .     

脉冲激光淀积高温超导薄膜

１９８７年贝耳实验室首次用脉冲准分子激光制备出高温超导薄膜以后，脉冲激光淀积技术获得了长足的发展，现在已成为最好的薄膜制备技术之一．文章简要介绍了用脉冲激光淀积技术制备高温超导薄膜的原理、特点及发展情况．     

多层高温超导薄膜研究

文中以LaAlO3为衬底,制作了一层Tl-2212高温超导薄膜,并在薄膜上生长一层较薄的CeO2缓冲层,然后再在上面生长一层Tl-2212高温超导薄膜。经过测量,研究了多层膜结构对超导薄膜临界电流密度的影响。结果显示,在缓冲层的结晶过程中超导薄膜的晶格受到影响,结晶过程中的处理很容易诱导上面一层Tl-2212超导薄膜产生杂相,导致临界电流密度降低。     

低激光能流沉积高质量的NdB2Cu3O7-x/YBa2Cu3O7-y高温超导薄膜

采用脉冲激光方法,先在YSZ（yttria stablized zirconia)衬底上制备（YBa2Cu3O7-y)/YSZ高温超导薄膜,再用较低的激光能流密度（1.2-1.0Jcm^-2)沉积一层NBCO（NdB2Cu3O7-x)薄膜,形成NBCO／YBCO／YSZ双层超导薄膜。在制备完当时,存放40天和存放400天后分别对薄膜进行了X射线衍射分析和电阻－温度曲线测量。结果表明,NBCO／YBCO／YSZ双层膜的转变温度、结晶度和表面稳定性及光滑度都优于YBCO／YSZ薄膜的。在YBCO／YSZ上使用较低的激光能量可以制备出优质的c轴取向NBCO高温超导薄膜。     

氧化镁薄膜的腐蚀速率研究

研究了以氧化镁（MgO）为牺牲层材料制作热成像阵列器件过程中MgO膜层在磷酸溶液中的湿法腐蚀特性,包括横向腐蚀速率和纵向腐蚀速率,获得了MgO膜层的腐蚀速率随磷酸溶液浓度和温度变化的关系曲线,并得到了用于制作图形和制作悬空结构的较好工艺参量.     

高温超导薄膜微波非线性研究的进展

文章介绍了高温超导薄膜微波非线性的主要特征,阐述了高温超导薄膜微波非线性产生的原因和相关的研究现状,指出了高温超导薄膜非线性研究中遇到的困难和尚未解决的问题.     

高温超导薄膜微波非线性研究的进展

文章介绍了高温超导薄膜微波非线性的主要特征，阐述了高温超导薄膜微波非线性产生的原因和相关的研究现状，指出了高温超导薄膜非线性研究中遇到的困难和尚未解决的问题．     

高温超导3mm波成像技术研究

为了探讨高温超导探测器的应用前景 ,研制了 1 2元线列高温超导探测器和成像原理样机。1 2元高温超导探测器的黑体平均 D*≥ 1 .8× 1 0 9cm Hz1/ 2 W- 1,平均 R≥ 1 .9× 1 0 4 VW- 1和 3mm辐射响应平均 D* ≥ 7.5× 1 0 8cm Hz1/ 2 W- 1,平均 R≥ 1 .6× 1 0 4 VW- 1。采用能量探测器代替外差混频器件研制的成像系统对 3mm辐射成像获得成功 ,预示高温超导探测器 (Bolometer)在 3mm波可得到广泛应用。     

高温超导薄膜晶界的电传输特性

本文较系统地总结和分析了氧化物高温超导薄膜晶界的电流电压、薄膜晶界及其二维网络中的临界电流密度等电传输特性,讨论了薄膜晶界电流密度对磁场的依赖关系和各向异性特征,介绍了薄膜晶界电传输特性的光电辐射效应、化学掺杂效应和电场效应.这些针对超导薄膜晶界电传输特性的研究不仅对高温超导弱连接和电子配对机制的理解,而且对基于双轴织构和薄膜外延技术的第二代高温超导带材的发展具有重要意义.     

平面靶直流溅射制备YBCO高温超导薄膜研究

开展了平面靶溅射法制备YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜工艺研究,以达到提高沉积速率的目的。通过增加工作气体总压(Pt),采用基片旋转达到离轴溅射模式,有效地克服了传统平面靶直流溅射法中高能粒子轰击和负离子反溅射现象。在两英寸LaA lO3(LAO)基片上成功外延生长得到了微观结构良好、电学性能优越(临界电流密度Jc=2.3/2.0mA/cm2)的双面YBCO高温超导薄膜。     

高温超导YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜的制备及性能表征

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在LaAlO3(100)单晶衬底上外延生长YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜,用X射线衍射技术(XRD)分析薄膜的物相结构和外延特性,通过原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌.本文主要研究了最佳工艺参数下交替生长多层YBCO-Y2O3膜的超导性能.结果表明,YBa2Cu3O7-δ-Y2O3薄膜为纯c轴取向外延生长,临界电流密度Jc(H=0或H//C)均高于纯YBCO薄膜,纳米Y2O3起到磁通钉扎中心作用.     

CDMA移动通信系统用高温超导滤波器的研制

研制了一种基于CDMA移动通信系统接收频段的高温超导滤波器,滤波器的电路芯片采用蒸镀于2英寸0.5mm MgO基片上的双面DyBa2Cu3O7高温超导薄膜,设计制作的滤波器中心频率为830MHz,通带宽度为10MHz,最终滤波器的工作温度为70K,各项技术指标均满足了CDMA系统的要求.     

高温超导薄膜衬底材料-SrTiO_3双晶的研究

SrTiO3双晶基片是高温超导电子学研究中外延YBCO薄膜所需要的基础材料;是制作高温超导量子干涉器件(SQUID)的核心。由于其特殊的制造工艺,加之研究因素所附加的高昂成本,至今只有少数国家涉足这一领域。文中展示作者在钛酸锶双晶研究方面所取得的阶段性进展。