原位直流磁控溅射制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜

采用改装的直流磁控溅射设备,在适当的氧、氩气体中,对被溅射衬底加热进行YBCO材料的直流磁控溅射,溅射结束继续按温度程序控制曲线原位进行1个大气压下的氧气中退火,所得到的YBCO薄膜,其零电阻转变温度T_co一般在85～90K,临界电流密度J_c(77K)可以大于1×10~6A/Cm~2.     

Mgo单晶衬底YBa2Cu3O7—δ薄膜的远红外透射光谱

证实只要测得直流电导率,即可由测量正常相的远红外(波数v<120cm~(-1))透射率直接求得等离子体频率v_(p')发现在实验误差范围内正常相的v_p为常数,由于直流电阻率与温度成线性关系,所以碰撞频率v_c也是温度的线性函数。在波数大于120cm~(-1)的高频范围,透射率减小,而在简单的Drude模式中透射应该是增加的。为了解释这种透射率减小,以及在近红外区观察到的小的透射率值,假定中红外区存在非常强的阻尼振子。最简单的模型是一个中心为v_0=360cm~(-1)的过阻尼振子,对于温度为7K的超导相,只要保持正常态的等离子体频率,并设v_c=0,便可以得到远红外透射率值的数量级。     

超导材料YBa_2Cu_3O_(7-5)的光效应

测量高临界温度超导体的基本性能是超导研究工作的重要环节,对探索超导电性的机理十分重要。本文初次报导对超导材料YBa_2Cu_3O _(7-6)片构成的点接触隧道结上,光束功率约10mW,用锁定放大器检测由光照引起的结电压变化的微弱信号,得到如下结果:(1)零偏压时,取斩波频率720Hz,测得液氮温度下的输出信号约60μV;室温下的输出信号约1my,     

YBa_2Cu_3O_（7─δ）超导光电探测器件的研究

本文针对超导光电探测器件中测辐射热和光致非平衡两种机理进行了理论分析，给出了器件响应率的计算方法，实验测量了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ晶状膜和外延膜光电器件的探测特性，并将实验测量结果与所提出的理论模型进行了比较，制备出性能指标较高的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜光电探测器件。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体声子谱的动态研究

测定了YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体在室温至10K的中红外透射光谱,发现超导相YBa_2Cu_3O_(7-δ)相与其它相的中红外透射光谱存在巨大差异,且与超导性能密切相关.从声子选择定则的群论出发,讨论了强电子-声子耦合对高T_0超导电性的作用     

定向合成YBa_2Cu_3O_x的新工艺

研究了YBa_2Cu_3O_x氧化物超导体的合成机理,分析了粉料结块的原因,讨论了BaCO_3热分解速率缓慢以及合成反应不充分等问题。在此基础上提出了定向合成单相YBa_2Cu_3O_(7-δ)的新工艺。     

Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-y)的远红外反射光谱

报道了非稀土元素Ti部分替代稀土元素Y的Ti_xY_(1-x)Ba_2Cu_3O_(7-y)(x=0.2,0.4)超导体的远红外反射光谱.观察到至少7个声子结构,分别位于136cm~(-1)、154cm~(-1)(或151cm~(-1))、193cm~(-1)、230cm~(-1)、280cm~(-1)、293cm~(-1)和337cm~(-1)(或345cm~(-1)).结果表明,该超导体的能隙值2⊿≈198cm~(-1),对应2⊿/k_BT_C≈3.4.还对声子结构的物理起因作了探讨.     

高Tc超导GdBa_2Cu_3O_7薄膜弱连接双晶结研究

为了获得具有约瑟夫逊效应的超导弱连接结，我们在ＹＳＺ（钇稳定的氧化锆）双晶基片上，制备了高ＴｃＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７超导薄膜，晶界夹角为２４°和３２°两种，采用光刻技术的晶界上刻出不同尺寸的微桥，晶界贯穿桥区而形成双晶结，观测了结的直流１－Ｖ特性和在１０ＧＨｚ微波辐照下临界电流的压缩和Ｓｈａｐｉｒｏ台阶，实验结果证明双晶结具有约瑟夫逊弱连接行为，在实验基础上，对结的特性进行了理论分析，并将双晶结用于光探测获得成功。     

YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体结构的TEM低温动态研究

高温超导体材料在低温的结构变化,是人们十分关注的一个问题。本文利用透射电镜的低温台,对YBa_2Cu_3O_(7-X)超导体的晶体结构进行了低温动态跟踪观察研究。利用H—800TEM的电子衍射分析和EDAX9100X射线能谱测定,选择组成为YBa_2Cu_3O_(7-X)的正交超导相单晶体,并从电子衍射选择一定取向的晶粒,使用TEM的低温试样支架,用液氮作冷却剂,从150K到300K跟踪固定晶粒,拍摄电子衍射花样。对电子衍射图进行精确测量分析。从[100]电子衍射花样(见图1)计算晶格常数C。图2为晶格常数C随温度的变化曲线。可见在     

高温超导薄膜的研制

本文介绍了用普通镀膜机制备YBaCuO超导膜的过程。增加一台计数式频率计,可提高控制Y、Ba、Cu三种元系重量比精度,使工艺能重复,膜的性能稳定。热处理后得到了以c轴织构为主的和零电阻温度大于80K的YBaCuO超导膜。分析了超导膜的结晶态与退火条件的关系。     

RBa_2Cu_3O_(7-x)超导体晶界

研究了RBa_2Cu_3O(7-x)超导陶瓷的多晶界,研究使用高分辨电子显微镜、电子衍射和EDS能谱(这里R为稀土元素,包括Y、Eu、La等)。研究发现,除了大量存在的110孪晶晶界之外,还存在011、031032、101、301和302等孪晶界。高分辨象和相应的原子模型表明,所有变晶界都能在二维上保持Cu—O面的连续性,因而可以达到高临界电流密度,即孪晶对提高临界电流密度有利。图1示出110孪晶晶界的晶格象。图左上角给出选区电子衍射图。由电子衍射图清楚看出远离透射束的衍射束存在分裂的情形。图中箭头指出110孪晶界以及晶界两边a和b的取向。     

YBa_2Cu_3O_（7－δ）高温超导薄膜线列探测器的研究

采用准分子激光扫描消融法淀积性能均匀的ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_（７－δ）高温超导薄膜，用离子束刻蚀进行器件的图形制备，获得了非均匀性小于１０％的ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_（７－δ）高温超导薄膜８元线列探测器．测试了器件在８～１４μｍ波段的性能及光响应特性，单元探测器为４０×１００μｍ２的微桥结构．器件的平均归一化探测率为１．４４×１０９ｃｍＨｚ１／２ｗ－１，平均噪声等效功率为４．４×１０－１２ＷＨｚ－１／２，Ｄ的非均匀性小于１０％．研究结果表明：该线列探测器具有良好的均匀性，证实了该工艺适用于制备均匀性良好的高温超导薄膜红外探测器阵列．     

高温超导薄膜GdBa_2Cu_3O_(7-x)的制备和分析

我们用原位直流磁控溅射的方法,在(100)SrTiO_3,(110)SrTiO_3,(100)LaAlO_3和(100)Zr(Y)O_2衬底上制备了高质量外延生长的GdBa_2Cu_3O_(7-s)高温超导薄膜,重复性非常好.在这四种衬底上生长的超导薄膜最高零电阻转变温度 Tco分别为 93.2、93.1、92.6和 92.5K,77K零场下的临界电流密度分别为 3.0 ×10~6,3 × 10~5,3.6 ×10~6和 1.4 × 10~6A/cm~2.我们用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),反射高能电子衍射(RHEED)和不同几何结构的X射线衍射研究了薄膜的结构,这些研究结果证明薄膜系外延生长的.     

离子束薄膜合成及材料表面优化

本文简略地回顾了离子束材料表面优化研究领域的发展及现状，着重介绍上海冶金研究所离子束开放研究实验室近年来在离子束薄膜合成及材料表面改性方面的研究工作。同时对离子束技术在工业中的应用进行了探讨。     

离子束溅射原位沉积高温超导薄膜的机理与实验研究

理论计算了氩离子束溅射Ｙ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ靶的组分原子溅射率，得出了溅射过程中存在Ｃｕ原子溅射率偏低的“择优溅射”效应。通过分析原位形成高温超导薄膜的实现条件，表示出了离子束溅射原位成膜的基本过程。实验上采用分子氧辅助沉积技术，用离子束溅射法原位外延出ＹＢａ２Ｃｕ３－Ｏ超导薄膜。讨论了试验条件对薄膜特性的影响。提得到的实验结果与理论分析相一致。     

GdBa2Cu3O7薄膜红外探测器的研究

本文对红外探测器进行理论分析的基础上，设计并研制了液氮温度下的ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７薄膜红外探测器，系统地测试了器件的特征参数。     

YBa_2Cu_3O_（7－δ）高温超导薄膜微桥结在微波辐照下的响应特性

采用偏轴宜流磁控溅射原位生长ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δａ高温超导薄膜，以Ｈ３ＰＯ４为腐蚀液，采用化学湿刻工艺制作ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜微桥，微桥长１０μｍ，宽５μｍ，在８ｍｍ微波源的辐照下，除观察到整数常压台阶外，还观察到ｎ＝１／２，１／５，６／５，９／５等分数常压台阶，分数台阶的高度随微波功率的变化较整数台阶更敏感．