电子束共蒸发技术制备高T_cNb-Ge薄膜及其分析

在750—1050℃的基体温度范围内,对Nb-Ge进行了电子束共蒸发实验.在10~(-5)—10~(-6)托压力下,以数埃/秒的沉积速度蒸发于800—950℃的基体上获得了20—21.9K的高临界温度Nb-Ge薄膜.X-射线结构分析表明基本上为A15结构,或者含有少量的其它相.研究了T_(c)与成分、电阻率比以及点阵参数间的关系.发现在较高温度下沉积时,富Ge薄膜往往伴随四方结构T2相存在;相反,在较低温度下沉积时多出现六方结构的σ-Nb_5Ge_3相。基体表面状态对亚稳A15-Nb_3Ge相的形成或有一定的影响.     

MgB2超导多层膜的制备方案

简要叙述了MgB2的发展和制备历史,通过对不同衬底材料上MgB2的反应情况的总结概括以及对不同衬底材料和MgB2的晶体结构和晶格常量的比较,提出一种MgB2超导多层膜的制备方案.     

高Tc超导薄膜及电子器件

在 198 7年初,发现液氮温区超导体几星期之内,研究高温超导薄膜及其器件的工作在各国也随之广泛地展开.由于它在电子学方面的实际应用前景诱人,这些研究工作以前所未有的步伐发展着.这些应用包括单层型器件(如简单互连线、红外探测器和许多微波无源器件)和多层型器件[如复杂的互连线、超导量子干涉器件(SQUID)和约瑟夫森(Josephson)集成电路].在实验室范围内人们已经实现了上述单层型器件的应用,多层型器件也正在发展之中. 超导薄膜的制备是第一个目标.钇钡铜氧(YBa2Cu3O7-x)是首先发现的也是研究得最多的材料.各种物理气相淀积、化学气…     

多层膜外退火方法制备MgB2超导薄膜

报道了利用电子束蒸发的Mg/B多层膜作为前驱体,然后退火制备MgB2薄膜的工作.实验中发现,采用翻转膜面的退火处理方式可以有效地避免降温过程中Mg蒸气在薄膜表面形成的颗粒凝结,由此稳定地实现了面积为10 mm×10mm,均匀、平整的超导薄膜的制备,Tc达35 K,转变宽度为0.8 K,在5 μm×5 μm的区域内薄膜的平均粗糙度小于10 nm.为了便于后续器件制作过程中的微加工工艺,研究了膜厚小于1000 (A)时薄膜的成相规律,发现当样品厚度减薄后,Te会有明显降低.通过调整前驱薄膜中的不同分层厚度,仍可实现转变温度达30 K以上、厚度约600 (A)的MgB2薄膜,在20 K时的临界电流密度为2.4×106 A/cm2.     

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…     

MgB_2超导膜的微波响应

20 0 2年 ,我国大部分的手机用户都已从CDMA(codedivisionmultiplexaddress ,中文译名为码分多址 )技术中受益 .现行的第二代移动通信系统使用的是窄带CDMA ;在未来的第三代微波通信系统中 ,将使用宽带CDMA .然而 ,随着装机容量的扩大和网络密集度的增加 ,信号干扰、频率资源不足、错码以及传输速率等问题也将越来越突出 .为此 ,早在10年前国际上多家研究机构就已经开始着手研制通信性能更为优越的高温超导通信基站子系统 ,它主要包括YBCO超导滤波器和相应的微型制冷机(详见何豫生 .物理 ,2 0 0 2 ,31(4 ) :2 0 5 ) .最近 ,来自德国J…     

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.     

一个可能的高T_c超导机制

采用Anderson晶格哈密顿量,讨论了高T_c超导体的超导机制。结果表明:由干高T_c超导体中窄能带中局域电子的强关联性质使得自由电子能带中的自由电子与窄能带中的局域电子形成杂化的Cooper对状态而导致超导电性。     

脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析

利用脉冲高能量密度等离子体法在光学玻璃衬底上、在室温下成功的制备了光滑、致密、均匀的纳米类金刚石膜.工艺研究表明：放电电压和放电距离以及工作气体种类对纳米类金刚石膜的沉积起着关键作用.利用拉曼光谱、扫描电镜以及电子能量损失谱分析薄膜的形态结构表明：薄膜具有典型的类金刚石特征；纳米类金刚石膜的晶粒尺寸小于20nm甚至为非晶态；类金刚石膜中含有一定量的氮原子，随着沉积能量的升高，氮的含量增大.纳米类金刚石膜的薄膜电阻超过109Ω/cm2.对放电溅射过程进行了理论分析，结果与工艺研究的结论吻合.     

高场磁体Nb3Sn超导接头的制备工艺参数研究

Nb3Sn超导接头的制备工艺参数和条件对其性能有直接影响,获得有效的制备工艺参数对Nb3Sn超导接头的可靠性具有重要的意义.虽然,采用烧结法制备Nb3Sn超导接头行之有效,然而烧结法对工艺条件要求较高,受到球磨时长、压接压力、粉末配比、热处理时间等不同工况的影响.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不...     

2英寸Tl-2212超导薄膜的制备及特性

优化了各项试验参数,运用后退火方法成功制备了2英寸Tl-2212超导薄膜.为避免真空室污染,制备过程中先利用脉冲激光法在LaAlO3基片上沉积出不含Tl的Ba2CaCu2Ox前驱膜,然后在720～740℃下的流动氩气氛中进行铊化后退火处理,制备的薄膜外观均匀光滑.2θ扫描表明,薄膜具有良好的c轴外延性.SEM图像显示,薄膜以层状生长为主,表面存在孔洞、团状颗粒以及少量针状晶粒.最佳薄膜零电阻温度TC0～108K,临界电流密度Jc>106A/cm2,表面电阻Rs～0.5mΩ.     

硅掺杂MgB_2超导薄膜的制备及研究

本文报道了基于混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapordeposition,简称为HPCVD),以硅烷热解出的Si原子作硅源,在SiC衬底上原位生长了一系列硅掺杂MgB_2超导薄膜样品.样品中最大硅掺杂量是9%.与纯净的MgB_2薄膜相比较,掺杂样品的超导临界转变温度T_c没有大幅下降,超导临界电流J_c得到了一定提升.在温度为5K,外加垂直磁场为3T的条件下,样品的临界电流密度最大达到2.7×10~5Acm~(-2).同时上临界场H_(c2)在超导转变温度附近对于温度的变化曲线斜率—dH/dT也有一定的提高.     

NbN超导薄膜及NbN超导微桥的研究

采用射频反应溅射的方法,通过改变氩气和氮气的比例,并在不同的衬底温度下生长了NbN薄膜。测量了NbN膜的超导转变温度、电阻率和电阻比。膜的T_c一般是13—15K。对膜作了X射线分析和XPS谱分析。用NbN膜制成了超导微桥和厚差桥。     

高TcYBCO超导薄膜微带延迟线研制

本报导了延时为２．２ｎｓ的ＴＣ超导薄膜延迟线的制作工艺。应用直流磁控溅射在１０×１０ｍｍ＾２ＬａＡｌＯ３衬底上均匀地外延生长４５０ｎｍ优质ＹＢＣＯ超导薄膜，采用离子束干法刻蚀技术制作出宽为１６６μｍ长为１７４ｍｍ的曲折线图形，配以合适的气密性封装，经美国ＨＰ８５０７矢量网络分析仪测量，在温度７８Ｋ频率１．２ＧＨｚ时，延迟线的插入损耗低达０．０４ｄＢ，仅为相同条件下铜膜延一插损的１／１６０。     

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。     

NbGe超导薄膜的透射电镜样品的制备

在白宝石衬底上沉积的NbGe超导薄膜,其超导转变温度可达23K以上.用透射电镜观察其结构是必要的,但样品的制备过程始终存在复杂的工艺问题.到目前为止,除了用离子轰击减薄方法之外,国内外尚无其他方法. 我们使用国产LJ-Ⅱ型离子轰击减薄装置的性能样机(见图1)1),参考国内外的有关文献[1,2],探索了这一样品的制备工艺.NbGe超导薄膜由中国科学院物理研究所李林等同志制备[3],其透射电镜样品工艺制备如下: 把带有白宝石衬底的NbGe薄膜样品(以下简称样品)用光学树胶贴在载玻片上,NbGe一侧朝里,整个样品由载玻片支持、保护.从白宝石一侧进行…     

用激光制作高T_c超导薄膜

贝尔业务公司研究部(Bellcore)的科学家们发展了一种利用脉冲准分子激光在基片上制作超导薄膜的新工艺.据称,这种工艺十分可靠而简单,因此这种新材料在电子学方面的商业应用是指日可待的. 这种工艺,利用 Lambda Physik公司的准分子激光器产生的能量为1—2J/cm2的248nm脉冲光束蒸发超导材料的三种成分——钇、钡和铜,蒸气流在一个真空室中沉积在一块基片上,形成一薄层,把得到的薄膜在高温下烘烤而生成化合物.Bellcore报道,该薄膜在83K显示零电阻因而可以用便宜的液氦很容易得到超导态.IBM和Stanford的研究工作者用其它方法(例如电子枪)也…     

多层膜外退火方法制备MgB2超导薄膜

报道了利用电子束蒸发的Mg/B多层膜作为前驱体，然后退火制备MgB₂薄膜的工作. 实验中发现，采用翻转膜面的退火处理方式可以有效地避免降温过程中Mg蒸气在薄膜表面形成的颗粒凝结，由此稳定地实现了面积为10 mm×10 mm，均匀、平整的超导薄膜的制备，T_c达35 K，转变宽度为0.8 K，在5 μm×5 μm的区域内薄膜的平均粗糙度小于10 nm. 为了便于后续器件制作过程中的微加工工艺，研究了膜厚小于1000 ?时薄膜的成相规律，发现当样品厚度减薄后，T_c会有明显降低. 通过调整前驱薄膜中的不同分层厚度，仍可实现转变温度达30 K以上、厚度约600 ?的MgB₂薄膜，在20 K时的临界电流密度为2.4×10⁶ A/cm².     

溶液法制备Tl_mBa_2Ca_nCu_(n+1)O_y超导膜

本文采用溶液浸涂法制备 Tl-Ba-Ca-Cu-O 系超导晶相 Tl_mBa_2Ca_nCu_(n+1)O_y(m=1,2;n=1,2).研究了组分与晶相之间的关系,并提出晶相控制参量 Tl/Ba,当 Tl/Ba>0.7时,可以得到 m=2的双铊氧面超导相;当 Tl/Ba<0.7时,可以得到 m=1的单铊氧面超导相.阐述了溶液法制备高 T_c 氧化物超导膜的特点.所得的双铊氧面超导膜厚度约2μm,T_(c0) 约110K,J_c 可大于10~4A/cm~2.     

在Ni片上制备YSZ/CeO2阻挡层和YBCO超导膜

本文用平面靶射频磁控溅射在具有双轴织构的Ni片上外延生长CeO2和YSZ薄膜作为阻挡层,X-射线衍射扫描分析表明CeO2和YSZ薄膜具有强的c轴织构和较好的平面内双轴织构.用中空柱状靶直流磁控溅射在阻挡层上制备YBCO超导薄膜.在2cm波带测量了YBCO的表面电阻和谐振腔有载QL值.