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MgO(111)衬底MgB_2超薄膜的制备和性质研究 被引量：2
1
作者 潘杰云 张辰 +1 位作者 何法 冯庆荣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期450-455,共6页
利用混合物理化学气相沉积法(HPCVD)在MgO(111)衬底上制备了干净的MgB2超导超薄膜.在背景气体压强、载气氢气流量以及沉积时间一定的情况下,改变B2H6的流量,制备得到不同厚度的系列MgB2超导薄膜样品,并测量了其超导转变温度Tc,临界电流... 利用混合物理化学气相沉积法(HPCVD)在MgO(111)衬底上制备了干净的MgB2超导超薄膜.在背景气体压强、载气氢气流量以及沉积时间一定的情况下,改变B2H6的流量,制备得到不同厚度的系列MgB2超导薄膜样品,并测量了其超导转变温度Tc,临界电流密度Jc等临界参量.该系列超导薄膜沿c轴外延生长,表面具有良好的连接性,且有很高的超导转变温度Tc(0)≈35—38K和很小的剩余电阻率ρ(42K)≈1.8—20.3μ.cm.随着膜厚的减小,临界温度变低,而剩余电阻率变大.其中20nm的样品在零磁场,5K时的临界电流密度Jc≈2.3×107A/cm2.表明了利用HPCVD在MgO(111)衬底上制备的MgB2超薄膜有很好的性能,预示了其在超导电子器件中广阔的应用前景. 展开更多
关键词 MgO(111)衬底 MgB2超薄膜 混合物理化学气相沉积
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MgB2超薄膜的制备和性质研究 被引量：2
2
作者 孙玄 黄煦 +1 位作者 王亚洲 冯庆荣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期635-644,共10页
利用混合物理化学气相沉积法在6H-SiC(001)衬底上制备干净的MgB2超导超薄膜.在本底气体压强、载气氢气流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备得到不同厚度的系列MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K... 利用混合物理化学气相沉积法在6H-SiC(001)衬底上制备干净的MgB2超导超薄膜.在本底气体压强、载气氢气流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备得到不同厚度的系列MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界磁场Hc2等与膜厚的关系.该系列超薄膜沿c轴外延生长,随膜厚度的变小,Tc(0)降低,ρ(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于厚度为7.5nm的MgB2超薄膜,Tc(0)=32.8K,ρ(42K)=118μΩcm,是迄今为止所观测到的厚度为7.5nm的MgB2超薄膜最高的Tc值;对于厚度为10nm的MgB2膜,Tc(0)=35.5K,ρ(42K)=17.7μΩcm,上临界磁场μ0Hc2估算为12T左右,零磁场、4K时的临界电流密度Jc=1.0×107A/cm2,是迄今为止10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,且其表面连接性良好,均方根粗糙度为0.731nm.这预示MgB2超薄膜在超导纳米器件上具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 MgB2超薄膜 薄膜生长 氢气流量 混合物理化学气相沉积
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钛离子辐照对MgB_2超导薄膜的载流能力和磁通钉扎能力的影响 被引量：1
3
作者 王银博 薛驰 冯庆荣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期438-444,共7页
利用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD)可以制备出高性能的MgB2超导薄膜,再对薄膜进行钛(Ti)离子辐照处理.经过辐照处理后的样品被掺入了Ti元素,与未处理的干净MgB2样品相比,其超导转变温度没... 利用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD)可以制备出高性能的MgB2超导薄膜,再对薄膜进行钛(Ti)离子辐照处理.经过辐照处理后的样品被掺入了Ti元素,与未处理的干净MgB2样品相比,其超导转变温度没有出现大幅度的下降,而在外加磁场下的临界电流密度得到了明显的提高,同时样品的上临界磁场也得到了提高.在温度5 K,外加垂直磁场为4 T的情况下,Ti离子辐照剂量为1×10^(13)/cm^2的样品的临界电流密度达到了1.72×10~5A/cm^2,比干净的MgB_2要高出许多,而其超导转变温度仍能维持在39.9 K的较高水平. 展开更多
关键词 MGB2超导薄膜 钛离子辐照 钛掺杂 混合物理化学气相沉积法
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MgB2超导膜的厚度与其Jc(5K，0T)的关系
4
作者 陈艺灵 张辰 +3 位作者 何法 王达 王越 冯庆荣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期446-452,共7页
通过混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD),在(000l)SiC衬底上制得一系列从10 nm到8μm的MgB2超导膜样品,并对它们的形貌、超导转变温度Tc和临界电流密度Jc与膜厚度的关系进行了研究.观察到Tc随膜... 通过混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD),在(000l)SiC衬底上制得一系列从10 nm到8μm的MgB2超导膜样品,并对它们的形貌、超导转变温度Tc和临界电流密度Jc与膜厚度的关系进行了研究.观察到Tc随膜厚度增加上升到最大值后,尽管膜继续增厚,但Tc值保持近乎平稳,而Jc则先随膜厚度增加上升到最高值后,继而则随膜的厚度的增加而下降.MgB2膜的Tc(0)和Tc(onset)值与膜厚的关系基本一致,Tc(0)在膜厚为230 nm处达到最大值Tc(0)=41.4 K,而Jc(5K,0T)在膜厚为100 nm时达到最大值,Jc(5 K,0 T)=2.3×108A·cm-2,这也说明了我们能用HPCVD方法制备出高质量干净MgB2超导膜.本文研究的超导膜厚度变化跨度非常大,从10 nm级的超薄膜到100 nm级的薄膜,再到几微米的厚膜,如此Tc和Jc对膜厚度变化的依赖就有了较完整、成体系的研究.并且本文的工作对MgB2超导薄膜制备的厚度选取具有实际应用意义. 展开更多
关键词 MgB2超导膜 混合物理化学气相沉积法 厚度 临界电流密度
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基于FIB/HPCVD的MgB;超导微桥制备
5
作者 张新月 李艳丽 +1 位作者 孔祥东 韩立 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第12期1100-1107,共8页
超导微桥是决定超导热电子混频器性能的关键结构,为提高超导热电子混频器的工作温度并拓宽其中频带宽,用超导转变温度约40 K的MgB;超导薄膜制备超导微桥。研究了一种MgB;超导微桥的制备方法。首先利用聚焦离子束(FIB)直写技术在(0001)Si... 超导微桥是决定超导热电子混频器性能的关键结构,为提高超导热电子混频器的工作温度并拓宽其中频带宽,用超导转变温度约40 K的MgB;超导薄膜制备超导微桥。研究了一种MgB;超导微桥的制备方法。首先利用聚焦离子束(FIB)直写技术在(0001)SiC衬底上制备出尺寸约1μm×1μm的微桥结构,然后采用混合物理化学气相沉积(HPCVD)法,在带有微桥结构的SiC衬底上生长厚度约20 nm的MgB;薄膜,从而得到MgB;超导微桥。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)的表征结果显示,微桥处的薄膜致密,晶粒沿垂直于衬底表面的c轴方向生长;原子力显微镜(AFM)分析薄膜的粗糙度约为0.8 nm;电阻-温度(R-T)测试结果表明,MgB;微桥的上超导转变温度约为40.43 K;由电流-电压(I-V)测试结果计算得到MgB;超导微桥的临界电流密度约为1.2×10^(7)A/cm^(2)。该工作对基于超导微桥结构的超导热电子混频器等超导电子学器件的制备具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 聚焦离子束(FIB) 混合物理化学气相沉积(HPCVD) MGB 薄膜 超导微桥 超导热电子混频器
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