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Bi2Sr2CaCu2O8+δ薄膜的分子束外延法制备及结晶性
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN405.984[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]东北大学理学院材料物理与化学研究所,沈阳110004, [2]东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目50572013
中文摘要:

在BiO-(Sr+Ca)O—CuO相图上的Bi2Sr2CaCu208+δ(Bi2212)相附近选择不同成分,用分子束外延法制备成薄膜,利用XRD,EDS,SEM和AFM研究了成分、衬底温度和臭氧分压对Bi-2212相薄膜成相的影响,分析了生长速率和错配度对Bi-2212相薄膜质量的影响.结果表明,Bi-2212相薄膜单相生成的成分范围(原子分数)分别为Bi26.3%32.4%,(Sr+Ca)37.4%-46.5%,Cu24.8%32.6%;当衬底温度为720℃且臭氧分压为1.3×10^-3Pa时,在MgO(100)衬底上生长出质量较高的C轴外延Bi2212相薄膜;通过调整生长速率、更换衬底和插入不同厚度的Bi2Sr2CuO6+δ过渡层的方法,可以改善Bi-2212相薄膜的结晶质量、表面形貌和导电特性.

英文摘要:

In the research field of Bi-based superconductor, the wire, tape and single crystal have been extensively used, but the application of Bi-based thin films is limited due to the appearances of intergrowth and impurity phases. Therefore, various fabrication methods have been adopted to improve the quality of Bi based thin films. In these methods, molecular beam epitaxy (MBE) is recognized as one of the most adept thin film growth techniques for obtaining single phase, good surface morphology and low concentration of defects. In order to find the optimal preparation conditions, XRD, EDS, SEM, AFM and BiO (Sr+Ca)O CuO phase diagram were used in studying the effects of composition, substrate temperature and ozone partial pressure on the formation of Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi-2212) thin films in the present work. At the same time, the influences of growth rate, mismatch and buffer layer on the quality of thin films have been analyzed in details. Results indicate that the component range (atomic fraction) forming Bi 2212 single phase is 26.3%-32.4% for Bi-composition, 37.4% 46.5% for (St+Ca) composition and 24.8%--32.6% for Cu composition, ghrthermore, the c-axis epitaxial Bi-2212 thin film with high quality can be obtained on MgO(100) substrate when the substrate temperature and ozone partial pressure are 720℃ and 1.3×10^-3 Pa, respectively. The crystalline quality, surface morphology and electrical property of Bi-2212 thin films have been improved by the alteration of substrates, the adjustment of growth rates and the insertion of Bi2Sr2CuO6+δ buffer layers with different thickness.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),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)
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