CeO_2缓冲层热处理对Tl-2212薄膜超导特性的影响

本文采用原子力显微镜(AFM)和XRD研究了生长在蓝宝石(11-02)基片上的CeO2缓冲层在不同的退火温度和退火时间下表面形貌和相结构的变化,以及对Tl-2212薄膜超导特性的影响。AFM和XRD研究表明,CeO2薄膜在流动氧环境中退火,表面形貌发生显著的变化;CeO2薄膜在最佳条件下退火后,可获得原子级光滑表面,结晶质量明显提高。实验结果表明,缓冲层的结晶质量和表面粗糙度与Tl-2212薄膜的超导特性密切相关。在经过最佳条件退火后的CeO2缓冲层上制备了厚度为500nm无裂纹的Tl-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)达到107K,液氮温度下临界电流密度(Jc)为3.9MA/cm2(77K,0T),微波表面电阻(Rs)约为281μΩ(77K,10GHz)。

在蓝宝石基片上制备高质量的Tl-2212超导薄膜

在蓝宝石衬底上生长高质量Tl-2212薄膜的制备方法。在最佳退火条件下,对蓝宝石(1102)基片和CeO2缓冲层进行高温热处理,所生长500nm厚的Tl-2212薄膜具有优良的面内和面外取向,薄膜的超导电性得到大幅度提高,其临界转变温度(Tc)达到107.5K,在液氮温度下,临界电流密度为(Jc)3.6MA/cm2,微波表面电阻Rs(77K,10GHz)约为263μΩ。

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。

YSZ基片上Tl-2212超导薄膜的制备及其特性的研究

本文报道了在(001)掺钇氧化锆(YSZ)基片上生长高质量CeO2缓冲层和Tl-2212超导薄膜的制备方法,以及不同厚度的超导薄膜对其特性的影响。XRD和SEM测试表明,在经过合适条件退火的基片和CeO2缓冲层上,所生长的Tl-2212薄膜具有致密的晶体结构、优良的面内和面外取向。最佳样品的临界转变温度(Tc)和临界电流密度为(Jc)可以分别达到107.5 K和4.24 MA/cm2(77 K,0 T)。实验结果表明,采用该工艺所制备的不同厚度Tl-2212超导薄膜的主要指标能满足开发多种超导器件的要求。

热分解工艺对溶胶-凝胶法制备 Tl-2212 超导薄膜特性的影响

研究了在铝酸镧(LAO)基片上TBCCO凝胶膜的热分解条件对Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)薄膜的结晶质量、表面形貌、组分比例的影响。SEM和XRD研究表明,凝胶膜经过适当条件热分解后,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,其薄膜具有较好的电学性能。其临界温度T c可达106 K,临界电流密度J c可达0.83 MA/cm2(77 K,0 T)。

在密封和半密封容器内生长Tl_2Ba_2CaCu_2O_x高温超导薄膜的研究

以铝酸镧 (0 0 1)单晶为基片 ,采用两步法在两种密封条件下制备 Tl2 Ba2 Ca Cu2 Ox(Tl- 2 2 12 )高温超导薄膜。首先利用脉冲激光沉积 (PL D)工艺沉积非晶 Ba2 Ca Cu2 Ox 前驱体薄膜 ;然后前驱体薄膜分别在半密封的氧化铝坩埚和密封的高温钢容器内铊化、结晶形成 Tl- 2 2 12薄膜。在两种密封条件下 ,都可以制备出纯相的 Tl- 2 2 12超导薄膜。但是 ,在坩埚内制备的 Tl- 2 2 12薄膜的 TCo和

高温超导薄膜电子显微结构的研究

本文报导了超导实验室用H9000NA分析型电镜观察高温超导薄膜的结果,表明:激光淀积的YBCO薄膜易于出现非超导的大颗粒,提高了薄膜的表面微波电阻。但工艺若掌握得好时可生成单晶薄膜,适用于无源微波器件。磁控溅射的YBCO/STO/YBCO三层膜需要控制好底YBCO层的生长温度,使膜中无α-取向晶粒出现,由于α-取向晶粒生长速度数量级的快于c-取向膜,而穿透STO导致漏电。LAO基片的质量不好,生长的T1-2212薄膜的质量也不好,缺陷及孔洞较多,并生有LAO/膜的非晶过渡层,超导性能不好;超导性能好的T1-膜正在观察中。

多层高温超导薄膜研究

文中以LaAlO3为衬底,制作了一层Tl-2212高温超导薄膜,并在薄膜上生长一层较薄的CeO2缓冲层,然后再在上面生长一层Tl-2212高温超导薄膜。经过测量,研究了多层膜结构对超导薄膜临界电流密度的影响。结果显示,在缓冲层的结晶过程中超导薄膜的晶格受到影响,结晶过程中的处理很容易诱导上面一层Tl-2212超导薄膜产生杂相,导致临界电流密度降低。

双面Tl-2223高温超导薄膜的制备研究

本文提出了一种改进的两步法在2英寸LaAlO_(3)(00l)衬底上制备双面Tl_(2)Ba_(2)Ca_(2)Cu_(3)O_(10)(Tl-2223)高温超导薄膜,通过特制蓝宝石坩埚来控制Tl2O的挥发,避免了陪烧靶的使用。XRD测试结果显示薄膜中心处为Tl-2223超导相,随着薄膜向边缘延伸,Tl-2223相逐渐分解为Tl_(2)Ba_(2)Ca_(1)Cu_(2)O_(8)(Tl-2212)相;薄膜反面也呈现相似的规律,但其Tl-2212相含量更高。SEM和AFM图像显示薄膜中心呈现层状结构,边缘呈现颗粒结构。测试结果表明该2英寸Tl-2223薄膜正反面的临界转变温度(T_(c))为105 K与101 K,临界电流密度(J_(c))平均都在1.0 MA/cm^(2)(77 K,0 T)左右。微波表面电阻(R_(s))为0.16 mΩ与2.28 mΩ(77 K,10 GHz),且随温度升高而变大,符合二流体模型。

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。

不同厚度Tl-2212薄膜的表面形貌及超导特性研究

采用直流磁控溅射法和后退火技术在蓝宝石基片上制备了Tl-2212超导薄膜,考察了Tl-2212薄膜的厚度对其形貌和超导特性的影响。实验结果表明,随着超导薄膜厚度增加,其表面形貌由致密平整的结构演化为片状晶体结构,临界转变温度Tc和临界电流密度Jc先增大后减小,微波表面电阻Rs先减小后增大。在退火的CeO2缓冲层上所制备的无裂纹薄膜的最大厚度达到600nm,并仍然具有良好的超导性能。

采用溶胶-凝胶方法制备Tl-2212超导薄膜

研究了采用溶胶-凝胶法在(001)取向的铝酸镧(LAO)单晶衬底上制备Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)高温超导薄膜。该方法是以乙酸铊、乙酸钡、乙酸钙、乙酸铜为起始原料,其中,Tl,Cu的含量要略高于Tl-2212超导相中的比例,并以乳酸、α-甲基丙烯酸、二乙烯三胺、三乙烯四胺、甲酰胺、甲醇为络合剂及溶剂,制得粘度合适的溶胶。以旋转涂层方法制备凝胶膜,凝胶膜经过干燥、热分解及后退火等工艺处理后,可得到超导样品。X射线衍射(XRD)的θ-2θ和Φ扫描测试表明,该样品为纯c轴取向的Tl-2212高温超导薄膜,且ab面内织构;电子能谱分析(EDX)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,该薄膜的组分比为Tl∶Ba∶Ca∶Cu=2∶2∶1∶2,且具有平整致密的表面形貌;临界温度(Tc)测试表明,薄膜具有良好的超导特性,其Tc可达104.5 K。

在溶胶-凝胶法中甲酰胺的添加量对Tl-2212超导薄膜的影响

以乙酸盐为起始原料,甲醇为溶剂,甲酰胺为添加剂,在铝酸镧(LAO)(00l)衬底上生长Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。结果表明,在溶胶中加入甲酰胺,对先驱膜的形貌,以及超导薄膜的形貌、结构、性能有较大影响;当甲酰胺添加量为甲酰胺:乙酸钡(摩尔比)=(15~25):1时,可以制备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,其薄膜具有较好的电学性能,临界温度Tc可达105.8K,临界电流密度Jc可达0.75MA/cm2(77K,0T)。

在蓝宝石上生长CeO_2缓冲层的原位双温工艺法及Tl-2212薄膜的技术改进

报道了在蓝宝石衬底上制备CeO2缓冲层的原位双温工艺法及其对Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)薄膜超导特性的影响.XPS和AFM测试结果表明,采用原位双温工艺法制备缓冲层,具有工艺简单,薄膜表面光滑,衬底材料原子扩散量少等特点.在先驱膜的高温后退火过程中,40nm厚的CeO2薄膜就能有效地阻挡衬底材料对超导薄膜底层的扩散.随后制备厚度为530nm的Tl-2212超导薄膜具有优越的电学性能,其临界温度达到108.2K,临界电流密度达到6.58MA/cm2(77K,0T),微波表面电阻只有185μΩ(77K,10GHz),超导薄膜的主要特性参数得到显著提高.

微波滤波器的高温超导薄膜研制

介绍适用于制备微波滤波器的高温超导薄膜YBa2Cu3O7_δ(YBCO)的激光沉积工艺和Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)的先驱膜制备及铊化工艺.讨论了基片选择的要求和薄膜的形貌、微结构与微波表面电阻的关系.

蓝宝石基片上制备大面积Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜

在2英寸双面蓝宝石基片上采用CeO2作为缓冲层制备了高质量Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜.以金属铈作为溅射靶材,采用射频磁控反应溅射法生长了c轴织构的CeO2缓冲薄膜,并研究了不同生长条件对于CeO2缓冲层的晶体结构及表面形貌的影响.超导薄膜采用直流磁控溅射和后热处理的方法制备.扫描电子显微镜(SEM)图像显示,超导薄膜具有致密的晶体结构和均匀平坦的表面形貌.X射线衍射(XRD)结果表明,超导薄膜为纯的Tl-2212相,具有c轴垂直于基片表面的织构并外延生长在CeO2缓冲层上.电磁测试结果显示了薄膜的超导电性具有高度的面内均匀性和两面一致性,临界转变温度Tc为105K左右,临界电流密度Jc(77K,0T)分别为1.2±0.1MA/cm2和(1.25±0.1)MA/cm2,微波表面电阻Rs(77K,10GHz)为390μΩ.

高温超导Tl_(2)Ba_(2)CaCu_(2)O_(8)斜切本征结特性研究

在铝酸镧(LaAlO_(3))斜切衬底上制备了Tl_(2)Ba_(2)CaCu_(2)O_(8)(Tl-2212)本征约瑟夫森结微桥,对其进行了输运特性研究。测试了样品在不同测量温度下的电流电压(I-V)曲线,结合模型仿真结果对临界电流特性进行了研究分析。利用低温扫描激光显微镜(LTSLM)初步探讨了Tl-2212本征结微桥的温度空间分布特性,观察到样品中出现热域并随着偏置电流的变化而变化。

高温超导Tl_(2)Ba_(2)CaCu_(2)O_(8)太赫兹超材料

利用两步法在LaAlO_(3)衬底上制备了Tl_(2)Ba_(2)CaCu_(2)O_(8)(Tl-2212)高温超导薄膜,并通过标准光刻和氩离子刻蚀技术制备了双开口环谐振器(DSRR)结构的超材料样品,利用太赫兹时域光谱系统对其进行了表征。分析了Tl-2212超材料在不同电场方向下的传输曲线,结合仿真结果,对DSRR结构的响应机理进行了研究,分别在常温和液氮温度下对该样品进行了具体测试。实验结果表明,超材料样品的谐振强度和谐振频率随着工作温度发生变化。由于超导薄膜复电导率的变化及其引起的动态电感的变化,Tl-2212超材料结构具有良好的开关性能。此外,还引入了偶极子耦合的概念和简单的二流体模型来定性地解释这些现象。