论文部分内容阅读
Tl-2212高温超导薄膜是近年来的研究热点之一，它具有临界温度高，临界电流密度高，表面电阴低，在空气中性质稳定等特点，适合于微波领域的应用。这也就要求薄膜在匹配衬底上具有很好的外延生长(C 轴取向)和晶面内部生长。本文主要从微波应用的角度对高温超导薄膜Tl-2212的制备条件进行了实验，尝试了LaAlO<,3>之外的衬底，克服了升降温度时的结构相变、介电常数高的缺点；采用了新的溅射退火方式，改善了结晶薄膜的特征参数。
利用射频磁控溅射，在MgO(001)和蓝宝石(γ-Al<,2>O<,3>，1102和0001)衬底上，制备CeO<,2>缓冲层。通过改变衬底温度、溅射功率、溅射气压、溅射时间等参数，探索最佳的薄膜生长条件。将生成的CeO<,2>薄膜进行了X射线衍射θ-2θ扫描分析，得出在700℃衬底温度、120W的溅射功率、6Pa 溅射气压下(溅射2小时)制成的CeO<,2>缓冲层的外延生长状况最好。在上述最佳条件下，在两种衬底上制备了CeO<,2>缓冲层。之后，利用两步法制备Tl-2212薄膜。首先，使用离轴直流溅射制备非晶态的预制Tl-2212薄膜，然后在氩气中低温退火4～6小时形成结晶态的高温超导膜。利用X射线衍射分析了超导薄膜的结晶状态，表明所得的薄膜是良好的C轴取向外延单晶薄膜。测量了两种样品的临界参数，得到在MgO和蓝宝石(1102)衬底上超导薄膜的临界温度Tc分别为103.4K和104.2K，临界电流密度Jc(77K，OT)分别为2.37×10<6>A/cm<2>和1.76×10<6>A/cm<2>，蓝宝石上超导薄膜的微波表面电阻Rs(77K，10GHz)为725μΩ。