二硼化鎂微橋制備及其特性研究.pdf

1、二硼化鎂(MgB2)為迄今為止臨界轉變溫度最高的金屬化合物超導體(39K)。相比高溫氧化物超導體，MgB2具有結構簡單、晶界弱連接弱、相干長度長等優(yōu)勢，因此在超導電子應用領域有廣闊的前景。基于高質量薄膜的約瑟夫森(Josephson)結是超導弱電應用的關鍵，對MgB2薄膜及其Josephson結的研究有非常重要的意義。
　　 本論文利用電子束蒸發(fā)交替蒸鍍B、Mg先驅膜后原位退火的方法在Si(111)襯底上制備了MgB2超導薄膜，

2、其超導臨界轉變溫度（Tc）高于30K。探索了利用飛秒激光在薄膜上刻蝕微橋結構的工藝條件，使用掃描電子顯微鏡觀察了樣品的形貌，并測量了樣品的電輸運特性(R-T、I-V)。研究結果表明：
　　 飛秒激光焦點間距D=7μm時，橋區(qū)寬度大于1um，表現出薄膜的超導特性，臨界電流密度Jc約為3×105A/cm2，正常態(tài)電阻Rn約為183O;D=6um時，橋區(qū)寬度約為200nm,I-V曲線受熱噪聲影響明顯，表現出弱的超導電性，但是沒有明顯的

3、Josephson效應的證據；D=5um時，樣品表現出半導體或絕緣特性，類似于在薄膜上刻蝕一定深度的溝道，在薄膜Tc以下，I-V曲線中觀察到負阻區(qū)域，研究認為可歸因于MgB2-Si界面的Andreev反射。
　　 利用飛秒激光在Si襯底MgB2薄膜上刻蝕一定深度的溝道結構，研究了MgB2薄膜和Si襯底的界面特性。作者認為MgB2薄膜和N型Si襯底界面能帶結構類似于金屬-半導體肖特基接觸,電子隧穿界面勢壘為主要輸運機制，隧穿電流I