石墨烯ybco異質(zhì)結(jié)的制備及電學(xué)輸運(yùn)特性研究(1)

1、中圖分類(lèi)號(hào)旦3墨三UDC38碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q主33密級(jí)公玨石墨烯／ⅦCO異質(zhì)結(jié)的制備及電學(xué)輸運(yùn)特性研究Fabricationandelectronictransporttransitionpropertiesofgraphene／YBCOjunction作者姓名：學(xué)科專(zhuān)業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：孫秋娟電子與通信工程電子學(xué)物理與電子學(xué)院胡照文副教授王浩敏研究員論文答辯日期——答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)二。一四

2、年五月嗣屯南l心碩士學(xué)位論文摘要石墨烯／YBCO異質(zhì)結(jié)的制備及電學(xué)輸運(yùn)特性研究摘要：石墨烯因其獨(dú)特的二維晶體結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性吸引了世界各地學(xué)者進(jìn)行深入的探索研究。石墨烯的超導(dǎo)近鄰效應(yīng)首先是在石墨烯／Al異質(zhì)結(jié)中觀測(cè)到的，隨后，關(guān)于石墨烯與超導(dǎo)材料例如W，Pb，Nb，ReW和Ⅻ)N等的接觸研究得到了關(guān)注。然而，這些研究工作所用的電極均為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(T。)較低的傳統(tǒng)超導(dǎo)材料，它們的T。通常低于15K，只有在溫度低于2K時(shí)才可觀測(cè)到石墨烯中的

3、超導(dǎo)電流，如此低的溫度為研究工作帶來(lái)困難。因此，尋找轉(zhuǎn)變溫度較高的高溫超導(dǎo)材料并與石墨烯形成接觸觀測(cè)近鄰效應(yīng)，可為石墨烯與高溫超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)的研究提供研究基礎(chǔ)。到目前為止，關(guān)于石墨烯與YBCO等高溫超導(dǎo)材料的研究還沒(méi)有文獻(xiàn)進(jìn)行報(bào)道。與傳統(tǒng)的低溫超導(dǎo)材料不同，各向異性的高溫超導(dǎo)材料中的超導(dǎo)近鄰效應(yīng)強(qiáng)烈的依賴(lài)于超導(dǎo)材料表面NS面的晶體取向，沿ab面的超導(dǎo)電流的滲透深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C軸方向(垂直于ab面)。因此，從科學(xué)研究的角度講，對(duì)石墨烯／YBCO

4、異質(zhì)結(jié)的研究是具有重大意義。另外，證實(shí)石墨烯／YBCO異質(zhì)結(jié)中存在超導(dǎo)近鄰效應(yīng)也可促進(jìn)如SQUID等新型高溫超導(dǎo)器件的發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大石墨烯的應(yīng)用前景。本文中，首先介紹了實(shí)驗(yàn)中用化學(xué)氣相沉積的方法在Cu箔表面制備出石墨烯薄膜，詳細(xì)描述了濕法刻蝕金屬襯底實(shí)現(xiàn)薄膜轉(zhuǎn)移的技術(shù)，并用光學(xué)顯微鏡、原子力顯微鏡和拉曼光譜及電學(xué)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)石墨烯的基本物理特性和電學(xué)特性做了表征。然后，介紹了高溫超導(dǎo)材料YBCO薄膜的制備方法，結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)摸索出一套最優(yōu)

5、化參數(shù)，成功地在單晶TiSr03(100)表面用PLD方法制備出高質(zhì)量YBCO薄膜；詳細(xì)描述了石墨烯／YBCO異質(zhì)結(jié)器件制備的工藝流程，并介紹了器件的電學(xué)輸運(yùn)測(cè)試系統(tǒng)。再次，我們對(duì)本實(shí)驗(yàn)中的YBCOhallbar做了測(cè)試，以證明超導(dǎo)器件的超導(dǎo)電性，然后測(cè)量了石墨烯／YBCOhallbar異質(zhì)結(jié)中的超導(dǎo)近鄰效應(yīng)。結(jié)果表明，YBCO薄膜的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度范圍為8595K，在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度以下，異質(zhì)結(jié)的微分電阻隨偏置電流的增加從非零電阻變?yōu)榱汶娮瑁?/p>