厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox高温超导薄膜

采用直流磁控溅射和在纯氩气中后热处理的方法,在LaAlO3(001)衬底上生长出厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox(Tl-2212)超导薄膜.在77K和零磁场下,100nm厚的薄膜具有105.3K的超导转变温度和2.33×106A/cm2的临界电流密度.这些值与较厚的Tl-2212薄膜的最好值相符.30nm厚的薄膜仍具有大于100K的转变温度,并具有光滑致密的表面形貌和外延生长的晶体结构.20nm厚的薄膜仍显示出正常态的金属行为和充分的超导转变.当厚度小于20nm时,薄膜的表面形貌和超导电性明显变坏,6nm厚的薄膜在15K低温下,未发现超导转变.从这个意义上看,20nm为我们所研究的Tl-2212薄膜的临界厚度.     

2英寸双面Tl-2212超导薄膜

我们采用磁控离子溅射和后热处理的方法,在LaAlO3(001)单晶衬底上制作了2英寸直径的双面Tl-2212超导薄膜.薄膜的表面均匀,结构致密.X-光θ-2θ测试表明,薄膜具有很纯的Tl-2212超导相,并具有c-轴垂直于膜面的织构.电磁测试结果表明,薄膜的超导电性均匀,临界温度Tc大于100K,临界电流密度Jc(77K,0T)约1×106A/cm2, 微波表面电阻Rs(77K,10GHz)约0.5mΩ.     

超导薄膜表面电阻测试方法及误差分析

本文介绍一种蓝宝石加载单端短路谐振腔测量高温超导薄膜的方法,并对测量误差进行了较详细的分析.造成测量误差的主要因素有三个:系统无载品质因数 Q0的测量误差,超导薄膜以外损耗品质因数 Qother的实验误差,以及在谐振腔内超导薄膜的几何参数 G的计算误差.大量的实验结果表明,本方法操作简便,重复性好,测量精度高,相对测量误差不超过10%.     

自均衡双通带微带滤波器综合与设计

 本文介绍了一种利用复传输零点设计自均衡双通带滤波器的方法,并用开环微带谐振器实现该滤波器电路.利用全波仿真软件,设计了一个12阶双通带自均衡高温超导薄膜微带滤波器.仿真结果显示该滤波器两个通带分别为2.631~2.679GHz,2.781~2.829GHz,阻带为2.681~2.779GHz,平坦的群时延占整个带宽60%以上.     

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     

在MgO衬底上制作Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

在MgO衬底上,利用共蒸发方法制备DyBa2Cu3O7作为缓冲层,再利用磁控溅射和后处理方法,制备了Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜.X射线衍射θ～2θ及φ扫描结果表明Tl-2212薄膜、Dy-123薄膜与衬底MgO呈外延生长关系.制备的Tl-2212薄膜Tc＝105.5K,液氮温度下临界电流密度Jc＝2.5×106A/cm2.     

基于高温超导本征约瑟夫森效应的新型两端恒流器件

我们利用高温超导本征约瑟夫森效应,研制了一种超导薄膜两端恒流器件.恒流器件是将生长在斜切20度LaAlO3基片上的Tl-2212超导薄膜光刻成微桥得到的.对于6μm×8μm的微桥器件,其最高工作电压可达15V以上,当两端电压在1V～11V之间变化时,电流基本稳定在4.3mA,误差不超过±5%,动态内阻大于104 Ω,在最佳工作位置(3V～8V)动态内阻可以达到105 Ω.通过数字模拟,对实际应用中两端恒流器件的rf调制进行了较详细的分析,并可使恒定电流上rf调制小于1%.     

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。     

电阻并联约瑟夫森结阵列中的混沌行为

采用数值方法,对存在并联电阻的约瑟夫森结串联阵列进行了研究。首次发现当阵列中结的个数为3时,其中存在明显的混沌行为,并给出了存在混沌行为的参数范围。根据A.A.Chernikov和G.Schmidt的理论,只有当约瑟夫森结的个数大于或者等于4时才能观察到混沌行为;这一发现说明了其理论存在一定的局限性。     

热处理蓝宝石基片对Tl-2212超导薄膜的影响

本文研究了蓝宝石基片的热处理对Tl-2212薄膜的结晶质量、表面形貌及其超导特性的影响.SEM和XRD研究表明,在经过最佳条件(1000 ℃×20 h)退火后的基片上,可以制作出具有致密的晶体结构、高度c轴取向的外延Tl-2212超导薄膜,其薄膜具有优良的电学性能.