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.     

c轴取向SiC衬底MgB_2超导厚膜的制备及性质

通过混合物理化学气相沉积法(Hybrid Physical-chemical Vapor Deposition,简称HPCVD),我们在SiC衬底上制备出了c取向8μm厚的MgB2超导厚膜.电性质测量表明其起始超导转变温度是41.4K,转变宽度为0.5K,剩余电阻比率RRR～7.磁性质测量表明5K和零场下样品的临界电流密度达到了1.7×106A/cm2.     

混合物理化学气相沉积法制备蓝宝石衬底外延MgB2薄膜性质的研究

我们用混合物理化学气相沉积(Hybridphysicalchemicalvapordeposition简称为HPCVD)法在αAl2O3(00l)衬底上原位制备了一批超导性能良好的外延MgB2超导薄膜样品.用10%浓度的乙硼烷(B2H6)氢气混合气作为原料,研究了不同条件对MgB2薄膜沉积速率的影响.在一定条件下制备了一批MgB2薄膜,厚度为200nm左右,样品的零电阻转变温度(Tc0)最高达到39K.X射线衍射分析的θ～2θ扫描表明,MgB2薄膜的晶粒都具有较好的C轴取向,对样品的(101)面Φ扫描结果显示MgB2薄膜晶格与衬底有很好的外延取向,取向关系为[1010]MgB2∥[1120]Al2O3.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=9.8×106A/cm2.这些结果表明HPCVD技术在MgB2外延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.     

不锈钢衬底MgB2厚膜韧性的研究

我们用混和物理化学气相沉积法(HPCVD)在不锈钢衬底上原位制备了以MgB2厚膜(约10微米厚)为过渡层的MgB2超导厚膜(约20微米厚)样品,两层膜总厚约30微米.X光衍射实验表明过渡层为(101)取向的织构膜,表层MgB2超导厚膜接近多晶膜,但有较强(101)取向,两者均含有少量的Mg和MgO杂相.此超导厚膜样品的Tc(onset)=37.8K,Tc(zero)=36.6K,ΔT=1.2K.对此样品的弯曲实验表明,以曲率半径500微米弯曲到180°后,样品仍具有Tc(onset)=37.8K,Tc(zero)=36.4K的超导电性.样品剖面SEM观测表明该膜结构致密,表面厚膜层和过渡层之间连接紧密.样品表面的SEM观测表明虽然样品弯曲导致表面MgB2超导厚膜面出现了裂缝,甚至有小部分膜面的脱落,但过渡层始终紧紧附着在不锈钢衬底上.这表明过渡层MgB2厚膜的存在大大地提高样品整体的柔韧性,展现了不锈钢衬底上的MgB2厚膜超导带(线)巨大的开发潜力和诱人的广阔应用前景.     

MgB2超导晶须的研究

本文报道了用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,简称为HPCVD)在铜衬底上生长出了MgB2超导晶须.这些晶须几乎都是以垂直或接近垂直于衬底表面生长,互不接触.M～T测量给出了这些MgB2晶须的磁超导转变温度是39.0 K,但无法测得其具有超导转变温度值的R～T曲线.经过与铜衬底MgB2超导膜的相关数据比较和计算也确认了这些MgB2超导晶须的确实性.     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta,Mo和W上制备MgB2 超导厚膜 .厚膜中的MgB2 晶粒结合紧密 ,粒度小于1μm ,呈随机取向生长 .电阻测量表明沉积在Ta ,Mo,W上的MgB2 厚膜的超导起始转变温度分别为 3 6.5K ,3 4.8K ,3 3 .4K ,对应的转变宽度为 0 .3K ,1.5K和 2 .0K .三种基底上制备的MgB2 厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况基本相同 ,MgB2 Mo厚膜的临界电流密度在 5K ,1T时可达 1.2× 10 5A cm2 .本工艺可以随意控制膜的厚度、形状、大小 ,也可进行双面沉积 ,且制备出的MgB2 厚膜的超导性能优良 ,为MgB2 超导体的实用化提供了可能     

Mg、B配比对MgB2材料的影响

我们通过固态反应法制备了MgxB2(x=0.2,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.8,2.2,2.6)系列超导样品.用四引线法测量了每一个样品在制备烧结过程中的高温R～T曲线.由这些曲线的升温阶段数据得知MgxB2系列样品的起始成相温度Tonset随着x值的增加而降低.由它们的X光衍射图可知,x≤1.0时,没有Mg和MgO的杂相峰;到x＞1.0后,随x值的增大,杂相Mg和MgO的衍射峰强度逐渐增强.它们的低温R～T曲线表明随x值的增加,正常态电阻减小,起始超导转变温度在39.3 K到39.9 K之间.综合Tc(onset)和△Tc,Mg1.4B2样品呈现出最好的超导状态.这些样品的单位质量M～T测量数据表明起起转变温度处于37.4～38.6 K之间,且Mg1.4B2样品呈现出最高的磁测Tc(onset)=38.60 K.在Mg含量x大于或低于1.4时,磁测Tc(onset)均小于此值.综合R～T和M～T这两种测量,为得到高Tc的MgB2超导块材,胚体MgB2的配比应取x=1.4为好.     

混合物理化学气相沉积法制备不锈钢衬底MgB2超导厚膜样品的韧度研究

我们用混合物理化学气相沉积法(HPCVD)制备了一批不锈钢衬底的MgB2超导厚膜样品,厚度在10～30μm间,Tc(onset)是37.8～37.2K,超导转变宽度ΔT在1.2K左右,是(101)方向织构的致密厚膜,并有少许MgO杂相.对样品进行弯折研究,随着弯曲角度的增加,膜面出现不同程度的条状裂纹,但仍能保持膜面的基本完整;虽然样品的超导起始转变温度降低、转变温区变宽,性能有所下降,但超导特性仍能保持在一个很好的水平上.这个结果表明了采用HPCVD方法制备不锈钢衬底带材将会很好地克服MgB2超导膜由于硬脆的性质而无法绕制磁体的问题,有着十分重要的应用意义.     

利用电泳法在金属基底上制备MgB2超导厚膜

利用电泳技术在高熔点金属基底Ta，Mo和W上制备MgB₂超导厚膜.厚膜中的MgB2晶粒结合紧密，粒度小于1μm，呈随机取向生长.电阻测量表明沉积在Ta，Mo，W上的MgB₂厚膜的超导起始转变温度分别为36.5K，34.8K，33.4K，对应的转变宽度为0.3K，1.5K和2.0K.三种基底上制备的MgB₂厚膜的临界电流密度在不同温度下随外磁场的变化情况 基本相同，MgB₂/Mo厚膜的临界电流密 关键词： 2超导厚膜')" href="#">MgB₂超导厚膜 电泳 金属基底     

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．     

MgB2／Fe带材Jc的各向异性及MgB2芯织构和成分不均一性的研究

本文研究了在不同磁场方向和温度下非原位Fe包套MgB2单芯带Jc的各向异性，通过对各种工艺条件下带材中MgB2芯的X-ray衍射图进行拟合分析和计算，比较了MgB2芯在Fe-MgB2界面和中心处的织构度和成份不均一性．研究发现带材Jc的各向异性受初始粉末颗粒尺寸的影响．由于受套管材料强度和形变加工工艺的影响，MgB2芯在Fe-MgB2界面处比在中心处有较强的织构．在MgB2-Fe的界面处，700℃淬火样品的X-ray衍射图中发现了由中间相Fe23B6生成的金属间化合物Fe2B另外还研究了MgB4和MgO等主要杂质相的形成原因．