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原子尺度控制全氧化物p-n结的制备和特性研究

吕惠宾 , 戴守愚 , 陈正豪 , 周岳亮 , 金奎娟 , 程波林 , 何萌 , 郭海中 , 刘立峰 , 黄延红 , 杨国桢

功能材料

采用替位掺杂的方法,使用激光分子束外延技术,成功地制备出钛酸锶、钛酸钡、钛酸锶/钛酸钡、YBCO/钛酸锶和钛酸锶/锰酸镧等全氧化物p-n结.X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电镜(HRTEM)等测量分析结果均表明,p-n结构的表面与界面均达到原子尺度的光滑,p-n结的I-V曲线显示了很好的整流特性.首次观测到全氧化物p-n结电流和电压的磁调制特性与正的巨磁电阻效应,在290 K和255 K条件下,外磁场变化5398A/m时,磁电阻的最大灵敏度分别达到85Ω/79.6 A·m-1和246Ω/79.6A·m-1;在一个多层p-n结构上,磁电阻的变化率△R/R0达到517%.

关键词: 氧化物 , p-n结 , 外延生长 , 正磁电阻

用激光分子束外延的YBCO薄膜制备高稳定性DC-SQUID

王晶 , 陈凡 , 赵彤 , 韩冰 , 徐凤枝 , 吕惠宾 , 陈赓华 , 周岳亮 , 陈正豪 , 杨乾声 , 杨国桢

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.01.003

利用激光分子束外延法在高约250nm的STO台阶衬底和36.8°双晶衬底上外延厚度为200～230nm的YBCO超导薄膜,用常规的光刻工艺制出DC-SQUID图形.器件进入超导态后,正常态电阻不随温度改变.在恒定偏流,77K温度下,磁通白噪声为2.0×10-4Φ0/Hz.经过40次室温与液氮温度间循环后,观察不到任何性能的改变.

关键词:

激光分子束外延制备的BaTiO3及c取向YBa2Cu3O7-δ薄膜的生长模式

马昆 , 王会生 , 吕惠宾 , 崔大复 , 周岳亮 , 陈正豪 , 胡文斐 , 陈莺飞 , 李林 , 杨国桢

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.05.014

关键词:

原子尺度控制钙钛矿氧化物薄膜的异质外延生长和特性研究

杨国桢 , 吕惠宾 , 陈正豪 , 戴守愚 , 周岳亮 , 刘立峰 , 何萌 , 郭海中 , 相文峰 , 费义艳

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.z2.009

用激光分子束外延,原子尺度控制的外延生长出多种钙钛矿氧化物异质结.X射线衍射和原子力显微镜测量结果表明,在Si基底上生长的SrTiO3和LaAlO3薄膜具有很好的外延结构和取向,其表面达到原子尺度的光滑.YBCO/SrNb0.01Ti0.99O3、La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3(LSMO/SNTO)等异质结,均观测到较好的p-n结I-V特性.首次观测到钙钛矿结构氧化物p-n结电流的磁调制和正巨磁电阻效应,在255K条件下,当外加磁场分别为5×10-4T、1×10-3T、1×10-2T和0.1T时,LSMO/SNTO p-n结的磁电阻变化率ΔR/R0达到:46.7%、59.7%、70.5%和83.4%;当外加磁场为3T时,在100K条件下,在LSMO/SNTO多层p-n异质结上观测465%的正磁电阻变化率.

关键词:

化学气相沉积制备MgB2超导薄膜

王淑芳 , 周岳亮 , 朱亚斌 , 刘震 , 张芹 , 陈正豪 , 吕惠宾 , 杨国桢

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.z1.050

本文报道了利用化学气相沉积技术制备MgB2超导薄膜.首先在MgO(111)基片上化学气相沉积一层B膜,然后在Mg蒸气环境下对B膜进行后退火处理.退火后得到的MgB2薄膜在MgO(111)基片上呈随即取向生长,Mg、B原子比接近于1∶2.4;薄膜表面光滑致密,晶粒粒度约为0.5μm.电阻测量和直流磁测量表明薄膜超导转变温度为38K,转变宽度仅为0.1K.毕恩公式计算结果显示MgB2薄膜的临界电流密度在0T、10K时高达2×107A/cm2.

关键词:

用电泳法在MgO基底上制备YBCO超导厚膜

朱亚彬 , 周岳亮 , 熊季午 , 王淑芳 , 刘震 , 张芹 , 陈正豪 , 吕惠宾 , 杨国桢

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.z2.028

电泳方法具有工艺简单,成本低廉,基底的形状和尺寸不受限制,膜厚容易控制的特点.本文采用电泳方法在00l取向的MgO基底上制备高温超导YBCO厚膜.在后退火过程中,采用籽晶诱导熔融生长法,成功制备转变温度约85K,转变宽度约3K的YBCO超导厚膜.X射线衍射结构分析揭示了在MgO基片上生长的样品绝大部分都是Y123相c轴取向的晶粒,少部分是Y211相的晶粒.此结果与通过扫描电子显微镜观察膜表面的形貌得到的结论是一致的.通过扫描电子显微镜的剖面图,可以看到生长非常清晰紧凑的,厚度约30μm的YBCO膜层.所制备YBCO厚膜样品用磁滞回线法估算其最高临界电流密度为0.978×103A/cm2,高于文献中用电泳法制备YBCO厚膜的最高临界电流密度.

关键词: YBCO厚膜 , 电泳沉积 , 熔融织构

用脉冲激光淀积制备具有光滑表面的A-轴取向YBa2Cu3O7薄膜

王焕华 , 周岳亮 , 杨国桢 , 陈正豪 , 王荣平

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.04.014

我们采用脉冲激光淀积方法在(100)SrTiO3基底上制备了a-轴取向外延的YBa2Cu3O7-x薄膜.通过采用活性氧,降低氧压和淀积速率,制备出了Tc超过80K、表面平均粗糙度为4.43nm的薄膜.X-射线衍射谱表明,实验得到的YBa2Cu3O7-x外延薄膜是高度A-轴取向的.

关键词:

钙钛矿氧化物薄膜和异质结的外延生长与物性研究

杨国桢

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.02.008

用激光分子束外延,原子尺度控制的外延生长出多种钙钛矿氧化物薄膜和异质结.原子力星微镜和高分辨透射电镜测量结果表明,薄膜与异质结的表面和界面均达到原子尺度的光滑.制备出在可见光波段透过率大于85%的导电氧化物薄膜;物性研究结果表明,随着含氧量的不同,BaTiO3薄膜具有绝缘体、半导体和导体的不同特性.BaTiO3/SrTiO3超晶格的光学非线性效应比BaTiO3体材增大23倍.首次在La0.9St0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3(LSMO/SNTO)异质结上,观测到全氧化物p-n结电流和电压的磁调制与正磁电阻效应.在255 K条件下,当外加磁场分别为5和1000 Oe时,LSMO/SNTO p-n结的磁电阻变化率R/R0达到:46.7%和83.4%;在外加磁场为3T时,在100K条件下,在LSMO/SNTO多层p-n异质结上观测515%的正磁电阻变化率.

关键词: 薄膜光学 , 钙钛矿氧化物 , 薄膜 , 异质结