蓝宝石基片上制备大面积Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

在2英寸双面蓝宝石基片上采用CeO₂作为缓冲层制备了高质量Tl₂Ba₂CaCu₂O₈(Tl-2212)超导薄膜.以金属铈作为溅射靶材,采用射频磁控反应溅射法生长了c轴织构的CeO₂缓冲薄膜,并研究了不同生长条件对于CeO₂缓冲层的晶体结构及表面形貌的影响.超导薄膜采用直流磁控溅射和后热处理的方法制备.扫描电子显微镜(SEM)图像显示,超     

Tl-2212超导薄膜的制备

以铝酸镧晶体为基片,采用两步法制备Tl-2212超导薄膜,包括在低温(150℃)下利用激光脉冲沉积(PLD)工艺沉淀Ba2CaCu2Ox非晶前驱体薄膜和在高温(740～830℃)下前驱体薄膜的铊化结晶、取向生长过程.实验结果表明所制得的膜的相组成为Tl-2212,表面存在大量均匀分布的成分为Tl2Ba2CaCu2Ox的亚微米颗粒.其零电阻温度为101K.薄膜与基片之间界面清晰,没有过渡层,薄膜具有良好的c取向外延条纹.     

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     

La0.67Ba0.33MnO3薄膜的激光辐照效应研究

利用脉冲激光沉积技术在LaAlO₃（00l）单晶衬底上制备了La_067Ba_033MnO₃薄膜,研究了CO₂激光辐照对La_067Ba_033MnO₃薄膜的微结构和磁电性能的影响.结果表明,经激光辐照后,La_067Ba_033MnO₃薄膜的结晶性增强,薄膜应变减小;薄膜表面形貌由“岛状”结构变为“平原"结构,且粗糙度大大降低;同时,薄膜的饱和磁化强度、铁磁居里温度、金属—绝缘态转变温度和磁电阻增大,而矫顽场和电阻率减小.根据对传统退火效应的分析和理论计算,认为激光辐照导致的表面微结构的变化以及薄膜的氧含量和均匀性的提高对La_067Ba_033MnO₃薄膜的磁电性能的改善与优化密切相关. 关键词： 庞磁电阻 激光辐照 脉冲激光溅射沉积     

Erratum to“Fabrication of Tl2Ba2CaCu2O8 superconducting films without thallium pellets

The rocking curve of Tl-2212 thin films in Fig.2 of our original paper[1]should be replaced with the following new one.Accordingly,in the fifth paragraph of Section 3 of the original paper,the statement“The full width at half maximum(FWHM)of the(0012)peak of the Tl-2212 phase is about 0.24°”should be“The full width at half maximum(FWHM)of the(0012)peak of the Tl-2212 phase is about 0.42°”.     

应变增强Nb掺杂SrTiO3薄膜热电性能

高性能热电材料的发展有望帮助解决未来能源危机,且随着可穿戴器件的发展与应用,热电材料和器件除了要具备更高的热-电转化性能以外,还必须具有良好的柔性.将热电材料制成薄膜既可以为微型器件供电,也有潜力应用于柔性器件.本文使用脉冲激光沉积方法,在商用SrTiO₃ (STO)和La_0.3Sr_0.7Al_0.65Ta_0.35O₃ (LSAT)衬底上制备得到了不同厚度的高质量铌掺杂钛酸锶薄膜(Nb:STO),并对薄膜的表面形貌、结构以及热电性能进行表征与测试.结果显示,使用LSAT作为衬底可以对薄膜施加面内压应变,随着薄膜厚度的增大,应变逐渐释放并接近于块体Nb:STO.随着厚度的增大,薄膜的热电性能逐渐提升,在STO衬底上生长的208 nm厚样品的室温功率因子相比于52 nm样品提升了187%.此外, 144 nm厚度的Nb:STO/LSAT薄膜室温塞贝克系数达到了265.95 μV/K,这是由于衬底应变导致薄膜样品的能带变化.本工作表明通过应变工程调控铌掺杂钛酸锶薄...     

Co:BaTiO3纳米复合薄膜的制备及其结构

用脉冲激光沉积技术(PLD)在MgO(100)基底上生长了嵌埋Co纳米晶的BaTiO3复合薄膜. 分别利用x射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及拉曼光谱(Raman)对薄膜的微观结构、表面 形貌进行了表征. 结果表明该薄膜为c轴取向的四方晶体结构，薄膜表面均匀、致密、 具有原子尺度的光滑性，其均方根表面粗糙度(RMS)达到015nmCo以纳米晶形式嵌埋BaTi O3基体中，呈单分散性均匀分布，其粒径随激光脉冲数的增加而增大. Co：BaTiO3纳米 复合薄膜拉曼峰的强度随钴纳米晶粒径的增加明显减弱，但是峰的宽度逐渐增加. 关键词： Co：BaTiO3 纳米复合薄膜 脉冲激光沉积     

在密封和半密封容器内生长Tl2Ba2CaCu2Ox高温超导薄膜的研究

以铝酸镧 (0 0 1)单晶为基片 ,采用两步法在两种密封条件下制备 Tl2 Ba2 Ca Cu2 Ox(Tl- 2 2 12 )高温超导薄膜。首先利用脉冲激光沉积 (PL D)工艺沉积非晶 Ba2 Ca Cu2 Ox 前驱体薄膜 ;然后前驱体薄膜分别在半密封的氧化铝坩埚和密封的高温钢容器内铊化、结晶形成 Tl- 2 2 12薄膜。在两种密封条件下 ,都可以制备出纯相的 Tl- 2 2 12超导薄膜。但是 ,在坩埚内制备的 Tl- 2 2 12薄膜的 TCo和 SEM均明显好于在钢容器中制备的超导薄膜     

Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3异质结制备及其交换偏置效应研究

采用脉冲激光沉积方法, 通过调节激光能量、激光频率、衬底温度、氧压、靶基距等工艺参数, 在(100)取向的铝酸镧单晶衬底上制备出Bi_0.8Ba_0.2FeO₃/La_0.7Sr_0.3MnO₃多铁性异质结. X射线衍射图谱表明薄膜呈钙钛矿结构, 高分辨透射电镜图谱和能量色散X射线图谱表明两相界面清晰且具有良好的匹配度, 异质结呈(00l)取向性生长. 加场冷却条件下不同温度的磁滞回线(M-H)测量结果表明样品具有明显的交换偏置效应, 交换偏置场(H_EB)随温度的线性变化可能与异质结界面处电子轨道的重构和界面处自旋、轨道自由度之间的复杂的相互作用有关.     

金属纳米团簇复合薄膜Au/BaTiO3与Fe/BaTiO3的PLD制备及其光吸收特征

用脉冲激光沉积技术制备了掺杂纳米金属颗粒Au或Fe的BaTiO₃复合薄膜.用透射电子显微镜和x射线光电子能谱表征了金属颗粒的形态和化学态.330—800nm范围的吸收谱研究表明，掺Au颗粒的BaTiO₃薄膜在580nm附近有一个明显的共振吸收峰，而掺Fe颗粒的BaTiO₃薄膜没有这样的吸收峰.用Mie散射理论对结果进行了分析. 关键词： 复合薄膜 金属颗粒 脉冲激光沉积 吸收谱     

高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO2缓冲层以及Tl-2212超导薄膜生长的影响

研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO₂缓冲层和Tl-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长,表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石 关键词： Tl-2212超导薄膜 蓝宝石 缓冲层     

采用快速升温烧结方法生长Tl-1223超导薄膜的研究

报道了在铝酸镧(00l)衬底上生长Tl-1223超导薄膜的快速升温烧结方法以及铊(Tl)源陪烧靶的配比对Tl-1223薄膜晶体结构的影响.扫描电子显微镜观测表明,采用快速升温烧结方法生长的Tl-1223超导薄膜具有致密的晶体结构.X-射线衍射等测试表明,采用合适配比的陪烧靶在氩气环境下可以制备出纯c轴取向的Tl-1223超导薄膜,充氧退火后的薄膜具有较好的电学性能,其临界转变温度T_(c onset)达到116K,临界电流密度达到1.5MA/cm~2(77 K,0 T).实验结果表明,采用这一新的烧结方法制备Tl系超导薄膜具有升降温时间和恒温时间短、生产成本低等特点.     

Influence of the reaction conditions on the formation of Tl(Re)-Ba-Ca-Cu-O superconducting thin films by thallination in open system

Rhenium avoids air degradation of the target as well as of precursor thin films during the preparation of high temperature Tl-based superconductors. Addition of Re has been used during synthesis of oriented Tl(Re)-Ba-Ca-Cu-O films. High temperature superconducting Tl-based thin films were prepared by a two step method combining RF magnetron sputtering and ex-situ thallination. Precursors with a composition of Re_0.1Ba₂Ca₂Cu₃O_x were deposited on a CeO₂ buffered R-plane sapphire substrate. The sputtered films were prepared at room temperature in an Ar atmosphere. The thallination of the precursor films was performed in a one zone configuration, where both the pellet and precursor film were kept at the same temperature. The thallination temperature varied in the range of 850–880°C and samples were held for 30, 45 and 60 min at this temperature in a flowing oxygen atmosphere. Besides Tl-2212, X-ray diffraction reveals the possibility of also preparing the Tl-2223 phase, which was until now not reported in a Re doped form. Presented at 5-th International Conference Solid State Surfaces and Interfaces, November 19–24, 2006, Smolenice Castle, Slovakia     

Tl-based superconducting films prepared by aerosol spray deposition and thallinated in an open system

Superconducting Tl-based films were prepared on a LaAlO₃ single crystal substrate. Spray pyrolysis of Ba, Ca and Cu nitrate solutions was used for deposition of the precursor films. They were subsequently ex-situ thallinated in flowing oxygen (open system). While the superconducting Tl-2212 phase formed at an annealing temperature of 880°C, thallination at 900°C led to the formation of a Tl-2223 /Tl-2212 mixture. The amount of Tl-2223 increased with prolonged thallination, whereas the Tl-2212 phase progressively disappeared. Films prepared in such a manner were c-oriented and contained only low amounts of non-superconducting impurities. The resulting samples were characterized by XRD and SEM and their T _C values were determined by resistive four-point measurements. They showed critical temperatures in the range of T _ON = 125–135 K, T _C0 = 91–93 K. Differences between the composition and properties of the obtained films and those thallinated in closed systems under 50 kPa of oxygen are discussed in this paper. Results show that the Tl-2212 → Tl-2223 transformation proceeds at a slower rate under flowing oxygen than in a closed system. Presented at 5-th International Conference Solid State Surfaces and Interfaces, November 19–24, 2006, Smolenice Castle, Slovakia.     

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。     

Tl-2212本征约瑟夫森结型负阻器件及负阻放大器

我们利用Tl—2212超导薄膜制作出了的本征约瑟夫森结型负阻器件．对于4μm长3μm宽的微桥型负阻器件，峰值电压为0．09V，峰值电流为1．44mA．谷值电压为0．75V，谷值电流为1．05mA，线性区间内负阻阻值约为-1400Ω利用这种器件．制作了简单的负阻并联式电流放大器．实验证明它确实对信号具有电流放大作用，放大倍数可以通过改变负载电阻的大小来改变．     

蓝宝石基片上制备双面Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜

在蓝宝石基片上,以CeO2为缓冲层制备了高质量的双面Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。以金属铈靶作为溅射源生长了c轴取向的CeO2缓冲薄膜,并对CeO2薄膜进行了高温处理,有效改善了其结晶质量和表面形貌。采用两步法制备了双面的Tl-2212超导薄膜。XRD测试显示,薄膜为纯的Tl-2212相,且其晶格c轴垂直于衬底表面。超导薄膜的Tc为106K,Jc(77K,0T)为3.5MA/cm2,微波表面电阻Rs(77K,10GHz)为390μΩ。     

倾斜生长Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜的I-V曲线及快速反应特性

在10mm长、3mm宽的斜切LaA lO3衬底上制备出不同厚度的Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。对薄膜的I-V特性进行测量,其临界电流密度小于正常生长的Tl-2212超导薄膜。对薄膜通过脉冲方波进行快速反应特性的测量,结果表明:倾斜生长的Tl-2212超导薄膜在一个电压脉冲的作用下,产生宽度仅为μs量级的大电流脉冲,然后变为正常态。这和正常生长的超导薄膜不同,前者没有经过发热和升温的过程。利用这一特性可以制作高速高温超导开关和快速反应限流器等。