MgB2超導(dǎo)薄膜的制備.pdf

1、MgB2是一種簡單的二元半金屬化合物，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可達到39K，接近甚至突破了傳統(tǒng)BCS理論關(guān)于簡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。實驗表明，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、退火時間對MgB2薄膜的性能影響。在對退火溫度的研究中，發(fā)現(xiàn)MgB2薄膜隨退火溫度的增加，晶粒逐漸長大，結(jié)晶度趨于改善，樣品在560℃時達到了最優(yōu)的超導(dǎo)性能。繼續(xù)增加溫度后，由于無法保持充足的Mg蒸汽壓，生成了MgB4雜質(zhì)，降低了薄膜的Tc。退火時間為180 s制備的薄膜超導(dǎo)性能最好，適

3、當(dāng)延長退火時間，有助于MgB2結(jié)晶，而退火時間過長，會產(chǎn)生過量的雜質(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，我們對濺射參數(shù)進行了探索。濺射功率的大小直接影響入射到靶材的離子能量的高低，進而影響濺射產(chǎn)額及從靶材中濺射出來的原子的動能。所以，MgB2靶的濺射功率會對制備出的薄膜的表面形貌造成較大的影響。濺射氣壓對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濺射氣壓則會影