高温超导薄膜及其应用研究

Study on Preparation and Application of the High Temperature Superconductor Film

高温超导红外探测器的应用波长可延伸到 1 0 0 0 μm以上。与现有的半导体红外探测器比较有如下优点 :( 1 )在远红外探测和毫米波区 ,高温超导探测器是性能最好的器件 (LN温度 ) ,目前在 8 1 4μm性能最好的红外探测器是HgCdTe ,但它在 2 0 μm以后灵敏度大大下降 ,而不能用 ;对于30 0K工作的热释电等器件 ,其性能要低两个数量级 ;( 2 )列阵器件适合成像系统 ;( 3)低度功耗 ;( 4)成品率高 ,成本低。本文研究粒度及粒度分布、预烧次数、温度和时间与超导电性的关系。制备出单向好的Y系高温超导粉 ;研究了压力与靶材的成型关系 ;研究了热处理与靶材的超导电性的关系 :制备出30mm ,45mm ,6 0mm ,6 5mm ,1 0 0mm大尺寸的高Tc 超导靶材。D >4.5g/cm3 ,室温电阻<5Ω ,Tc>90K ,抗磁性好 ;采用直流溅射法制备出Y系高温超导薄膜 ;Tc≥ 90K ,ΔT <3K ,Jc>1× 1 0 6A/cm2 。所制备Y系高温超导红外探测器 ,平均响应率R( 5 0 0 .1 2 .1 ) =5× 1 0 3 V·W-1,平均噪声等效功率NEP( 5 0 0 .1 2 .1 ) =3.5× 1 0 2 W·Hz-1/2 ,平均探测率D ( 5 0 0 .1 2 .1 ) =5× 1 0 8cm·Hz·W-1/2 w-1。