混合物理化学气相法(HPCVD)制备MgB_2超导薄膜技术

介绍了采用混合物理化学气相法(HPCVD)工艺以乙硼烷(B2H6)为硼源在热蒸发镀膜机内以不同的沉积温度在(0001)取向的Al2O3单晶基底上制备了MgB2超导薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和标准四线法电阻测量分析了沉积温度对生成的MgB2薄膜的表面形貌、晶体结构、超导转变温度的影响。结果表明,随着基底温度的升高,MgB2相结晶程度提高,c轴取向程度增强,薄膜整体性能显著提高。

基于FIB/HPCVD的MgB;超导微桥制备

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。

MgB2/Mo多层膜的制备与超导性质

采用磁控溅射技术(MS)和混合物理化学气相沉积法(HPCVD)在单晶Al2O3基底上制备MgB2/Mo多层膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和标准四线法对样品的表面形貌、晶体结构和超导特性进行了测量研究。结果表明,随着后续MgB2沉积温度的提高,各膜层结晶程度进一步提高,晶粒尺寸不断增大,各自保持着良好的物质稳定性。在730℃下生长的MgB2薄膜的超导转变温度Tconset和零电阻温度Tc0分别为39.73和39.53 K,剩余电阻率ρ40K为0.77μΩ·cm,表明样品处于干净极限。