MgB2超導(dǎo)薄膜的制備.pdf

1、MgB2是一種簡(jiǎn)單的二元半金屬化合物，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可達(dá)到39K，接近甚至突破了傳統(tǒng)BCS理論關(guān)于簡(jiǎn)單金屬間化合物超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的極限，使其在超導(dǎo)電子學(xué)器件方面擁有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本論文中，我們采用磁控濺射法（MS）結(jié)合快速熱處理方式（RTP）制備了MgB2超導(dǎo)薄膜。論文主要工作總結(jié)如下：
　　一、采用磁控濺射法在單晶Al2O3襯底上成功制備了一系列MgB2超導(dǎo)薄膜。實(shí)驗(yàn)表明，MgB2薄膜的超導(dǎo)性能、薄膜質(zhì)量受濺射參數(shù)和退火工藝的

2、影響較大。因此，通過(guò)優(yōu)化工藝可以獲得高質(zhì)量的MgB2超導(dǎo)薄膜。
　　二、研究了使用快速熱處理設(shè)備制備MgB2超導(dǎo)薄膜的后退火工藝，探索了退火溫度、退火時(shí)間對(duì)MgB2薄膜的性能影響。在對(duì)退火溫度的研究中，發(fā)現(xiàn)MgB2薄膜隨退火溫度的增加，晶粒逐漸長(zhǎng)大，結(jié)晶度趨于改善，樣品在560℃時(shí)達(dá)到了最優(yōu)的超導(dǎo)性能。繼續(xù)增加溫度后，由于無(wú)法保持充足的Mg蒸汽壓，生成了MgB4雜質(zhì)，降低了薄膜的Tc。退火時(shí)間為180 s制備的薄膜超導(dǎo)性能最好，適

3、當(dāng)延長(zhǎng)退火時(shí)間，有助于MgB2結(jié)晶，而退火時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的雜質(zhì)，降低其超能性能。
　　三、為了優(yōu)化磁控濺射法制備MgB2薄膜的工藝，我們對(duì)濺射參數(shù)進(jìn)行了探索。濺射功率的大小直接影響入射到靶材的離子能量的高低，進(jìn)而影響濺射產(chǎn)額及從靶材中濺射出來(lái)的原子的動(dòng)能。所以，MgB2靶的濺射功率會(huì)對(duì)制備出的薄膜的表面形貌造成較大的影響。濺射氣壓對(duì)濺射速率和成膜的質(zhì)量都有重要的影響。較低的Ar濺射氣壓使濺射速率較低，較高的Ar濺射氣壓則會(huì)影