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不同厚度的MgB2超薄膜的制备和性质研究
  • ISSN号:1000-3258
  • 期刊名称:《低温物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京大学物理学院及人工微结构与介观物理国家重点实验室,北京100871
  • 相关基金:【基金】国家自然科学基金(批准号:50572001); “973计划”(批准号:2006CD601004); 国家大学生创新性实验计划(批准号:J0630311)资助的课题感谢庄承钢博士在文章的讨论和实验操作方面给予的大力支持;感谢北京大学张炎老师和马小柏博士在样品R~T测量中和样品原子力显微镜的测量中的帮助.
中文摘要:

本文报导了利用混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD)在SiC(0001)衬底上制备干净的MgB2超薄膜.在背景气体压强、载气H2流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备不同厚度的MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界场Hc2等与膜厚的关系.这系列超薄膜生长沿c轴外延,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10nm厚的膜,Tc032.4K,ρ42K124.92μΩ·cm,其表面连接性良好,平均粗糙度为2.72nm,上临界磁场Hc20K12T,零场4K时的临界电流密度Jc107A/cm2,为迄今为止所观测到的10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,这也证明了10nm厚的MgB2膜在超导纳米器件上具有很强的应用潜力.

英文摘要:

We fabricated MgB2 ultra-thin films via hybrid physical-chemical vapor deposition (HPCVD) technique. Under the same background pressure,the same H2 flow rate,by changing B2H6 flow rate and deposition time,we made a series of ultra-thin films,thickness ranging from 5nm to 80nm. These films grew on SiC substrate,all c-axis epitaxial. The film formation obeys the Volmer-Weber mode. As the thickness increases,critical transition temperature Tc(0) also increases,the residual resistivity decreases. Especially,a very high Tc(0) 32.4K,low residual resistivity ρ42K124.92μΩ·cm,and extremely high critical current density Jc107A/cm2 (0T,4K),upper critical field Hc2(0) for 10nm film was reported. Moreover,the smooth surface of the epitaxial films,with root-mean-square (RMS) roughness2.72nm,makes them well qualified for device applications.

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期刊信息
  • 《低温物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学技术大学
  • 主编:赵忠贤
  • 地址:安徽省合肥市金寨路96号
  • 邮编:230026
  • 邮箱:LiBiyou@ustc.edu.cn
  • 电话:0551-3601359
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3258
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1053/O4
  • 邮发代号:26-136
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:1577