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高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响

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谢清连, 阎少林, 赵新杰, 方兰, 季鲁, 张玉婷, 游石头, 李加蕾, 张旭, 周铁戈, 左涛, 岳宏卫. 2008: 高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响, 物理学报, 57(1): 519-525. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.01.083
引用本文: 谢清连, 阎少林, 赵新杰, 方兰, 季鲁, 张玉婷, 游石头, 李加蕾, 张旭, 周铁戈, 左涛, 岳宏卫. 2008: 高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响, 物理学报, 57(1): 519-525. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.01.083
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Xie Qing-Lian, Yan Shao-Lin, Zhao Xin-Jie, Fang Lan, Ji Lu, Zhang Yu-Ting, You Shi-Tou, Li Jia-Lei, Zhang Xu, Zhou Tie-Ge, Zuo Tao, Yue Hong-Wei. 2008: Effects of annealing of r-cut sapphire substrate on its surface morphology and the growth of CeO2 buffer layers and the Tl-2212 superconducting films, Acta Physica Sinica, 57(1): 519-525. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.01.083
Citation: Xie Qing-Lian, Yan Shao-Lin, Zhao Xin-Jie, Fang Lan, Ji Lu, Zhang Yu-Ting, You Shi-Tou, Li Jia-Lei, Zhang Xu, Zhou Tie-Ge, Zuo Tao, Yue Hong-Wei. 2008: Effects of annealing of r-cut sapphire substrate on its surface morphology and the growth of CeO2 buffer layers and the Tl-2212 superconducting films, Acta Physica Sinica, 57(1): 519-525. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.01.083
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高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响

  • 南开大学信息技术科学学院电子信息科学与技术系,天津,300071

Effects of annealing of r-cut sapphire substrate on its surface morphology and the growth of CeO2 buffer layers and the Tl-2212 superconducting films

  • 摘要: 研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO2缓冲层和T1-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长.表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石(1102)基片上可以生长出具有面内取向的CeO2(001)缓冲层.在具有缓冲层的蓝宝石基片上可以制作出高质量c轴织构的外延11-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)为104.7 K,液氮温度下临界电流密度(Jc)达到3.5 MA/cm2,微波表面电阻R(77 K,10 GHz)约为390μΩ.
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出版历程
  • 刊出日期:  2008-01-30

高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响

  • 南开大学信息技术科学学院电子信息科学与技术系,天津,300071

摘要: 研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO2缓冲层和T1-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长.表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石(1102)基片上可以生长出具有面内取向的CeO2(001)缓冲层.在具有缓冲层的蓝宝石基片上可以制作出高质量c轴织构的外延11-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)为104.7 K,液氮温度下临界电流密度(Jc)达到3.5 MA/cm2,微波表面电阻R(77 K,10 GHz)约为390μΩ.

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