化学气相沉积两步异位退火制备MgB2超导薄膜

《化学气相沉积两步异位退火制备MgB2超导薄膜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、贵州大学硕士学位论文化学气相沉积两步异位退火制备MgB<,2>超导薄膜姓名：王殿生申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：傅兴华20020301化学气相沉积两步鼽退火制各MgB2超导薄膜王殿生贵州大学物理与电子科学系，中国贵阳t550025导师傅兴华教授摘要2001年1月，超导转变温度高达39K的MgB2金属化合物超导体的发现，无论在科学研究还是实际威川方面都具有重要的意义。MgB2超导薄膜的制各，不仅在MgB2超导电性的基础理论研究上具有重要作用，而且是实现MgB2超导电子器件应用的关键。MgB2超导电性一发现，人f『'

2、就致

3、力于采用各种方法制备Mg吼超导薄膜。这些方法包括脉冲激光沉积、电子束共蒸发、热蒸发、悬浮液沉积、Mg扩散、磁控溅射等。根据制备过程，MgB2超导薄膜的制备方法可以分为三类：两步异位退火生长法、两步原位退火生长法和一步原位直接生捷法。在本论文的二l：作中，我们发展了一种化学气相沉积两步异位退火制备MgB2超导薄膜的新方法。这种新方法制备MgB2超导薄膜的基本过程为：先以B2H6为B源在衬底上化学气相沉积先驱B薄膜；然后先驱B薄膜在Mg蒸气中高温退火形成MgB2超导薄膜。采用这种新方法成功地在A1203多晶和单品衬底上制备了MgB2超导薄膜。在多

4、品A1203衬底上制备的典型MgB2超导薄膜，起始转变温度Tcon～35K，零电阻温度Tco～24K。在优化条件下制备在单晶A1203村底上的MgB2超导薄膜，起始转变温度和零电阻温度分别为Tcon～39K和Tco～37K；残余电阻比率RRR～1．8，正常态电阻呈现金属行为：根据扫描电子显微镜观察和x射线衍射分析．薄膜表面光滑平整，晶形完整；晶粒取向垂赢于利底袭面沿c轴方向排列。MgB2超导体化学组份少．晶体结构简单．各向异性小．相干跃度大．是一种非常有前途的制备超导电子器件的材料。电子器件应用需要制各高质量外延薄膜。对于生长高质量MgB2超

5、导外延薄膜，选择具有良好晶格匹配关系的村底非常重要，sic(001)和Si(111)是比较理想的衬底。化学气相沉积两步异位退火制备MgB2超导薄膜这种新方法的特点是，容易制备大面积MgB2超导薄膜，并且化学气相沉积方法与现有的半导体工艺技术相兼容，有利于实现MgB2超导薄腆在Jb子器件领域的应用。关铡!词：MgB2．超导电性，薄膜，化学气相沉积．乙硼烷Superconduc“ngMgB2thinfihnspreparedbyatwo—stepex-situsynthesisprocessbasedOnchemicaIvapordepositi

6、onByWangDian·shengDepanmentofPhysics，GuizhouUniversity’Guiyang550025，ChinaDepartmentofAppIiedP11ysics，uniVers．cyofPelroIeum(EastChina)’Shandong257061，ChinaUndertheSupervision0fPmfessorFuXing-huaABSTRACTThediscoVeryofsuperconductiVjtyat39KinbinarymetalljcMgB2was觚nouncedinJan

7、ua叫2001，andhasattractedgreatinterestinbothfundamentalphysicsandpotentialapplic8tions．SincetheavailabilityofthIn行lmsisimporcantforphysicalstudyandforappIicationinelectmnicdeVices，majoreffonshaVefocusedonthepreparationofMgB2thin刷ms．Up-to-dateV捌ousmethodshaVebeenpmposed，includ

8、ingpulsedIaserdeposition，e．beamcO·evaporation，thenllaleVaporatlon，depositionfromsuspension，magnesium(Mg)di仃usjon，andmagnetmnspunering．ThesemethodscanbemughlydiVidedinIothreecategoriesonthep巾cessofsynthesizingMgB2thinnlms：two-stepex-situsynthesis，two-stepin-s{tusynthesisandO

9、ne-stepas·grownsynthesis．Thislhesisisp“mar¨yaneffbrttodeVeIopanewtechniquetoprepar