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R_{s、0K时的穿透深度λ(0)和超导能隙Δ(0).λ(0)和Δ(0)的值是通过先测量样品穿透深度λ(T)的变化量Δλ(T)，然后由BCS理论模型拟合Δλ(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M gB2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，Δ(0)=113k Tc.}     

MgB2超导膜的微波响应

在新型超导体MgB2 发现 (2 0 0 1年 )的初期 ,大部分的研究工作是基于多晶样品 .但MgB2 是一种结构上高度各向异性的化合物 (具有六方对称的层状结构 ) ,为了认识它的本征特性 ,有必要制备出高质量的单晶样品并加以研究 .对于MgB2 ,在熔点处的固相和液相 ,其化学组成是不同的 .因此 ,不可能从化学计算比的熔液中生长MgB2 单晶 .较大尺寸的MgB2 单晶可用两种办法生长 :(1)基于压力砧技术的高压方法 ;(2 )在密封的金属容器中对Mg和B的混合物进行加热 .最近 ,来自瑞士ETH -苏黎世固态物理实验室的KarpinskiJ等使用上述第一种方法 ,成功…     

直流磁控溅射一步法原位制备MgB2超导薄膜

用MgB2靶,控制直流磁控溅射工作在异常辉光放电或弧光放电状态,在SrTiO3衬底上原位一次性得到了MgB2超导薄膜,其起始转变温度为32K,零电阻温度为15K. 关键词： 高温超导体 超导薄膜 磁控溅射 二硼化镁     

用微波传输法测量高Tc超导薄膜的表面电阻

当有微波入射至厚度为ｄ的高温超导薄膜时，测量透射波（或反射波）的幅度及相位，便可定出材料的复数电导率σ＝σ１－ｊσ２，进而计算表面电阻Ｒａ和穿透深度λＬ，本对于薄膜样品置于矩形波导中的实际情况，给出了一般情况下，波导中透射系数和反射系数的正确解表达式。在诸如σ１＜＜σ２，ｄ＜＜λＬ等近似条件下，这些正确解表达式可以奶化为目前献中的常用公式。本指出了这些常用公式的缺陷，并用数值方法对正确解、近     

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。     

用于微波滤波器的Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

本文报导用磁控离子溅射和后热处理方法在LaAlO3(001)衬底上制作2英寸双面Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212) 超导薄膜的方法和薄膜的特性.XRD测试表明薄膜具有纯的Tl-2212相和c轴垂直于膜面的织构.衬底两侧薄膜的结晶形貌和超导电性均匀,超导转变温度Tc一般为105 K左右,液氮温度下临界电流密度Jc>2×106A/cm2,10GHz频率下表面电阻最小达到350μΩ,可满足超导微波滤波器实用的需要.     

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.     

高Tc超导谐振器微波特性研究

研究了高Ｔｃ超导谐振器的微波特性特别是表面电阻Ｒｓ和磁场穿透深度λ,给出了Ｒｓ随温度变化的曲线以及穿透深度的测量结果。实验中采用了由ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７薄膜和蓝宝石片构成的平行板谐振器。     

介质谐振器法测量超导微波表面电阻

高温超导薄材料在微波器件中应用的出发点主要是利用它在临界温度下极低的表面电阻。因此要对超导器件性能作出准确的评估,必须精确测量超导薄膜的微波表面电阻。本文提出了利用蓝宝石介质圆柱的ＴＥ０１１谐振模式来测量超导微波表面电阻的一种方法。设计并制作了工作于１８．９ＧＨｚ和１７．６ＧＨｚ的两种高Ｑ值谐振器。其在测试中表现出了相当高的灵敏度。同时具有不损坏被测薄膜,安装调试简单方便,可重复性好的优点,可用于     

纳米粒子在不锈钢衬底MgB2超导膜中的作用

我们用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chernical vapor deposition简称为HPCVD)以氩气为背景气体,在不锈钢衬底上于不同条件下制备了一批MgB2超导薄膜样品.用扫描电子显微镜获取了相关的SEM图像,并对膜的成分进行了能谱分析(EDX)的.当把不锈钢衬底MgB2超导薄膜弯曲不同角度之后,膜面上均出现了裂纹.裂纹的数量和宽度随弯曲的角度的增大而增加,但是膜始终紧紧地覆着在衬底上不脱落.因此我们可以说覆着在不锈钢衬底上的MgB2超导薄膜具有了很好的韧性.在膜中我们也发现有大量的数十纳米大小的晶粒.这个尺寸的纳米粒子的作用可以用来平衡MgB2膜内结构和表面晶粒的活性之间的相互作用.MgB2纳米粒子的存在是MgB2超导膜表现出韧性的关键角色.     

聚乙烯薄膜中X射线穿透深度计算方法的验证

通过银镜反应在聚乙烯薄膜一面镀银膜,用不同入射角进行掠入射X射线衍射测量,利用对应银的衍射峰出现的条件验证了X射线穿透深度计算公式在进行高分子薄膜表征中的可行性.     

Identification of pore size in porous SiO2 thin film by positron annihilation

Positron annihilation lifetime and Doppler broadening of annihilation line techniques have been used to obtain information about the small pore structure and size of porous SiO2 thin film produced by sputtered Al-Si thin film and etched Al-Si thin film. The film is prepared by an Al/Si 75：25 at.-% （A175Si25） target with the radiofrequency （RF） power of 66 W at room temperature. A 5 wt.-% phosphoric acid solution is used to etch the Al cylinders. All the A1 cylinders dissolved in the solution after 15 h at room temperature, and the sample is subsequently rinsed in pure water. In this way, the porous SiO2 on the Si substrate is produced. From our results, the values of all lifetime components in the spectra of Al-Si thin film are less than 1 ns, but the value of one of the lifetime components in the spectra of porous SiO2 thin film is τ = 7.80 ns. With these values of lifetime, RTE （Rectangular Pore Extension） model has been used to analyze the pore size.     

硒化亚铜薄膜热电性能研究进展

热电材料可以实现热能和电能的相互转换,它是一种环境友好的功能性材料.当前,热电材料的热电转换效率低,这严重制约了热电器件的大规模应用,因此寻找更加优异热电性能的新材料或提高传统热电材料的热电性能成为热电研究的主题.与块状材料相比,薄膜具有二维的宏观性质和一维的纳米结构特性,方便研究材料的物理机制与性能的关系,还适用于制...     

混合物理化学气相沉积法(HPCVD)制备的MgB2超导厚膜样品的成分分析

本介绍了基于混合物理化学气相沉积法(HPCVD),以B2H6为硼源,在(000l)取向的Al2O3单晶衬底上,制备了MgB2超导体厚膜样品．该样品平均厚度约为40μm．其Tc(onset)=39K,Tc(0)=37．2K．X光衍射图显示该膜沿(101)方向生长,具有少量Mg和MgO杂相．SEM图像、X射线能量损失谱以及背散射电子衍射图证实了这两种杂相的存在,并显示该样品成分富镁．样品表面的镁与空气接触形成MgO膜,在一定程度上阻止了MgB2样品进一步被氧化．对于MgB2厚膜成膜过程及反应机理,我们提出了一种新的推断．     

Identification of pore size in porous SiO2 thin film by positron annihilation

Positron annihilation lifetime and Doppler broadening of annihilation line techniques have been used to obtain information about the small pore structure and size of porous SiO2 thin film produced by sputtered A1-Si thin film and etched Al-Si thin film. The film is prepared by an Al/Si 75:25 at.-% (A175Si25) target with the radiofrequency (RF) power of 66 W at room temperature. A 5 wt.-% phosphoric acid solution is used to etch the A1 cylinders. All the Al cylinders dissolved in the solution after 15 h at room temperature, and the sample is subsequently rinsed in pure water. In this way, the porous SiO2 on the Si substrate is produced. From our results, the values of all lifetime components in the spectra of Al-Si thin film are less than 1 ns, but the value of one of the lifetime components in the spectra of porous SiO2 thin film is T = 7.80 ns. With these values of lifetime, RTE (Rectangular Pore Extension) model has been used to analyze the pore size.     

氧等离子体处理对氧化锆薄膜性质的影响

用低能氧等离子体对电子束热蒸发后的沉积氧化锆薄膜进行了后处理。通过对其光学性质、缺陷密度、弱吸收及抗激光辐照等性质的研究后发现,经氧等离子体处理后的氧化锆薄膜的折射率、消光系数、缺陷密度及吸收率等均有所降低,薄膜的激光损伤阈值较未处理的样品有了较大的提高。分析探讨了氧等离子体处理技术对薄膜性质的影响。     

Microwave absorption studies of MgB2 superconductor

Microwave absorption studies have been carried out on MgB₂ superconductor using a standard X-band EPR spectrometer. The modulated low-field microwave absorption signals recorded for polycrystalline (grain size ∼ 10 μm) samples suggested the absence of weak-link character. The field dependent direct microwave absorption has been found to obey a ✓H dependence with two different slopes, which indicated a transition from strongly pinned lattice to flux flow regime.