MgB2超薄膜的制备和性质研究

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孙玄, 黄煦, 王亚洲, 冯庆荣. 2011: MgB2超薄膜的制备和性质研究, 物理学报, 60(8): 635-644.
引用本文: 孙玄, 黄煦, 王亚洲, 冯庆荣. 2011: MgB2超薄膜的制备和性质研究, 物理学报, 60(8): 635-644.
2011: Properties of MgB2 ultra-thin films grown by hybrid physical-chemical vapor deposition, Acta Physica Sinica, 60(8): 635-644.
Citation: 2011: Properties of MgB2 ultra-thin films grown by hybrid physical-chemical vapor deposition, Acta Physica Sinica, 60(8): 635-644.

MgB2超薄膜的制备和性质研究

Properties of MgB2 ultra-thin films grown by hybrid physical-chemical vapor deposition

  • 摘要: 利用混合物理化学气相沉积法在6H-SiC(001)衬底上制备干净的MgB2超导超薄膜.在本底气体压强、载气氢气流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备得到不同厚度的系列MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界磁场Hc2等与膜厚的关系.该系列超薄膜沿c轴外延生长,随膜厚度的变小,Tc(0)降低,ρ(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于厚度为7.5nm的MgB2超薄膜,Tc(0)=32.8K,ρ(42K)=118μΩcm,是迄今为止所观测到的厚度为7.5nm的MgB2超薄膜最高的Tc值;对于厚度为10nm的MgB2膜,Tc(0)=35.5K,ρ(42K)=17.7μΩcm,上临界磁场μ0Hc2估算为12T左右,零磁场、4K时的临界电流密度Jc=1.0×107A/cm2,是迄今为止10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,且其表面连接性良好,均方根粗糙度为0.731nm.这预示MgB2超薄膜在超导纳米器件上具有广阔的应用前景.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-08-30

MgB2超薄膜的制备和性质研究

  • 北京大学物理学院,应用超导研究中心,人工微结构与介观物理国家重点实验室,北京100871

摘要: 利用混合物理化学气相沉积法在6H-SiC(001)衬底上制备干净的MgB2超导超薄膜.在本底气体压强、载气氢气流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备得到不同厚度的系列MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界磁场Hc2等与膜厚的关系.该系列超薄膜沿c轴外延生长,随膜厚度的变小,Tc(0)降低,ρ(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于厚度为7.5nm的MgB2超薄膜,Tc(0)=32.8K,ρ(42K)=118μΩcm,是迄今为止所观测到的厚度为7.5nm的MgB2超薄膜最高的Tc值;对于厚度为10nm的MgB2膜,Tc(0)=35.5K,ρ(42K)=17.7μΩcm,上临界磁场μ0Hc2估算为12T左右,零磁场、4K时的临界电流密度Jc=1.0×107A/cm2,是迄今为止10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,且其表面连接性良好,均方根粗糙度为0.731nm.这预示MgB2超薄膜在超导纳米器件上具有广阔的应用前景.

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