阳运国
,
张鸣剑
,
潘军
,
伍展文
,
陈莺飞
,
徐小平
,
田海燕
,
李洁
,
崔大健
,
林德华
,
郑东宁
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2008.01.018
研究了一种利用纳米金属掩膜和离子辐照技术在高温超导YBCO薄膜上制备Josephson结的方法.首先用在YBCO薄膜甩上一层800nm左右的光刻胶(PMMA),继而在光刻胶上用直流磁控溅射的方法镀上一层大约300nm左右的Cr膜,利用紫外曝光和离子刻蚀的方法在YBCO薄膜上形成覆盖有Cr膜的微桥,然后,利用聚焦离子束系统(FIB)在微桥上刻出一个50nm左右的狭缝,最后利用120keV的H2+对狭缝内的材料进行辐照,从而使狭缝部分的材料超导电性减弱,形成类似SNS型的Josephson结.
关键词:
约瑟夫森结
,
FIB
,
离子辐照
黎松林
,
陈莺飞
,
王瑞兰
,
徐小平
,
田海燕
,
王奉波
,
雍俐培
,
胡芳仁
,
赵新杰
,
林德华
,
郑东宁
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.061
优化了各项试验参数,运用后退火方法成功制备了2英寸Tl-2212超导薄膜.为避免真空室污染,制备过程中先利用脉冲激光法在LaAlO3基片上沉积出不含Tl的Ba2CaCu2Ox前驱膜,然后在720～740℃下的流动氩气氛中进行铊化后退火处理,制备的薄膜外观均匀光滑.2θ扫描表明,薄膜具有良好的c轴外延性.SEM图像显示,薄膜以层状生长为主,表面存在孔洞、团状颗粒以及少量针状晶粒.最佳薄膜零电阻温度TC0～108K,临界电流密度Jc>106A/cm2,表面电阻Rs～0.5mΩ.
关键词:
超导薄膜
,
脉冲激光沉积
,
Tl-2212
雍俐培
,
朱小红
,
王奉波
,
彭炜
,
黎松林
,
李洁
,
陈莺飞
,
田海燕
,
孙小松
,
郑东宁
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.050
铁电/超导(Ba, Sr)TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质结在可调谐微波器件方面具有非常好的应用前景.我们采用1.2°斜切LaAlO3基片,以脉冲激光沉积法(PLD)制备出性能较好的Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ (BST/YBCO)异质薄膜.并进一步研究了YBCO薄膜厚度对BST性能的影响.研究发现当YBCO薄膜厚度增加到180nm附近时,其生长模式由二维step-flow转变为三维岛状模式,严重损害了在YBCO上面生长的BST薄膜的介电性能.具体表现在:BST薄膜的介电常数和可调谐率明显降低,介电损耗和漏电流却大幅度上升.通过测量电容与温度的关系,以应力效应模型对这一实验现象作出解释,认为YBCO薄膜厚度超过临界值,生长模式的转变促使晶格失配应力在YBCO和BST薄膜中得到释放,这导致BST/YBCO界面粗糙,以及BST薄膜中产生了大量的位错和缺陷,BST薄膜的性能因而大为降低.此外,通过对完全相同条件生长的单层YBCO薄膜的表面形貌进行了AFM研究,测试结果进一步验证了YBCO薄膜厚度增加到180nm时,其表面变得异常粗糙,均方根粗糙度(RMS)从120nm厚度时的3nm增加到180nm厚度时的9nm.因此,我们提出:通过严格控制底层YBCO薄膜的厚度,进而控制它的生长模式,能够非常有效地提高BST薄膜的介电性能.
关键词:
铁电/超导异质结
,
生长模式
,
介电性能
,
可调谐微波器件
高艳丽
,
李绍
,
王宁
,
李洁
,
陈莺飞
,
孙小松
,
郑东宁
低温物理学报
具有超顺磁特性的Fe3O4纳米磁性粒子在外场中被极化时会产生沿极化方向的宏观磁矩,当撤销极化磁场后,利用高灵敏的高温超导量子干涉仪(SQUID)测量磁性粒子的磁弛豫行为.由于小尺度的磁性粒子磁性衰减很快,其行为遵循布朗弛豫;相较而言,通过生物待标记物连接的较大尺度磁性粒子或发生偶连的磁性团簇磁性衰减较慢,满足尼尔弛豫的条件.根据磁性颗粒的磁弛豫特性配合超导SQUID的低噪声实现对磁性粒子标记的微量生物待标记物的免疫检测.分别对平均尺寸为144 nm的聚苯乙烯磁珠和406 nm的二氧化硅磁珠的磁性衰减信号进行测量,得到了一些初步的实验结果.前者聚苯乙烯磁珠样品因磁珠尺寸太小,磁弛豫太快,未见明显的响应曲线;而后者的弛豫曲线遵循尼尔弛豫指数关系.结果表明粒子的有效弛豫依赖于磁性团簇的尺度.并且通过加大极化场,可以增强磁珠的尼尔弛豫信号,提高测量灵敏度.
关键词:
SQUID
,
布朗弛豫
,
尼尔弛豫
,
免疫测定
刘保亭
,
郝昭
,
陈莺飞
,
许波
,
陈红
,
吴非
,
赵柏儒
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.01.012
应用脉冲激光沉积法和光刻技术我们成功地制作Ag/Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/YBa2Cu3O7-x(PZT/YBCO) 三端器件. 为了降低矫顽场, 应用变形相界(x≈0.53)的550纳米厚的PZT作为门电极, 通过优化沉积条件和门电极面积小型化(6×10-6cm2), 在64K下三端器件门电极显示了极好的电性能, 低的矫顽场(～37kV/cm)、大的饱和极化强度(60μC/cm2)、剩余极化强度(41μC/cm2)以及击穿电压～3×105V/cm. 对于我们的场效应器件, 在±9V的情况下沟道电阻被调制～3%.
关键词:
潘军
,
阳运国
,
陈莺飞
,
徐小平
,
田海燕
,
林德华
,
郑东宁
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2008.01.014
在c取向的LAO基片上,采用两步法制备TI2212高温超导薄膜.首先,利用PLD在基片上沉积无Tl前驱膜,然后前驱膜在流动Ar气氛中利用坩埚技术在720～740℃温度下用Tl2223铊源外延生长成2英寸双面TI2212高温超导薄膜.实验结果表明:2英寸双面TI2212薄膜具有良好的c轴取向,并有明显的层状生长结构,有少量杂相晶粒但无裂纹;两面薄膜表面均匀光亮且呈深褐色.用四引线法测量的最佳双面薄膜的超导零电阻温度分别为106.2K和108.5K;在77K温度下,超导临界电流扫描测量仪得到优质薄膜的临界电流密度在1.0×106 A/cm2到4.8×106 A/cm2范围内;薄膜的微波表面电阻由一个介质谐振器在77K温度和10GHz频率下测量薄膜中心部分的Q值得到,其值小于0.5mΩ.
关键词:
TI2212薄膜
,
PLD
,
FWHM
朱小红
,
彭炜
,
胡文斐
,
陈莺飞
,
朱建国
,
郑东宁
,
李林
功能材料
铁电钛酸锶钡(BSTO)薄膜具备十分优越的铁电/介电性能,在可调谐微波器件和动态随机存储器(DRAM)方面显示出十分诱人的应用前景.而YBa2Cu3O-δ(YBCO)高温超导薄膜作为其电极引入,明显降低了微波损耗,能够大大优化器件的性能.本文针对微波器件性能要求对比了各种常用基片的性能参数,描述了目前BSTO薄膜与BSTO/YBCO异质薄膜制备中存在的问题以及薄膜介电性能测试表征方法.利用脉冲激光沉积(PLD)技术成功制备出结构完整和质量较高的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜.同时,在1.2°斜切LaAlO3基片上研制有Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质双层膜,在1MHz频率、77K温度条件下,其介电常数为1200,介电损耗为0.0045,±30V直流偏压时可调性达到60%,在液氮温度下表现出良好的应用前景.
关键词:
异质结构
,
微波器件
,
铁电
,
高温超导
,
薄膜
,
脉冲激光沉积
陈莺飞
,
李洁
,
朱小红
,
王萍
,
郑东宁
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2004.01.011
我们自行研制了具有三级差分气路可以在高气压下工作的RHEED系统(High-pressure RHEED),并利用本系统实时监测了(001)SrTiO3基片上SrTiO3:Nb、Ba0.5Sr0.5TiO3、YBa2Cu3O7单层薄膜,及Ba0.5Sr0.5TiO3/SrTiO3:Nb双层膜的生长过程.研究结果表明当镀膜室氧压高达21Pa时该系统仍然可以正常工作,并且能够获取较清晰的衍射图样.通过分析衍射图样我们发现,所有这些薄膜都是外延生长且晶体质量良好,但薄膜生长模式及表面平整度受沉积条件影响较大.在真空下薄膜基本上以层状模式生长,具备纳米级光滑的表面,且其表面平整度并不因膜厚的改变而变化;而在10Pa量级氧压下薄膜更倾向于以岛状模式生长,膜表面平整度较差,并且随膜厚的增加粗糙度上升.此外对多层薄膜而言,底层薄膜的表面和结构直接影响到顶层薄膜的质量和品质.
关键词:
反射高能电子衍射
,
外延生长
,
高温超导体
胡芳仁
,
伊长虹
,
赵新杰
,
雷冲
,
陈莺飞
,
郑东宁
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.z1.015
以铝酸镧晶体为基片,采用两步法制备Tl-2212超导薄膜,包括在低温(150℃)下利用激光脉冲沉积(PLD)工艺沉淀Ba2CaCu2Ox非晶前驱体薄膜和在高温(740～830℃)下前驱体薄膜的铊化结晶、取向生长过程.实验结果表明所制得的膜的相组成为Tl-2212,表面存在大量均匀分布的成分为Tl2Ba2CaCu2Ox的亚微米颗粒.其零电阻温度为101K.薄膜与基片之间界面清晰,没有过渡层,薄膜具有良好的c取向外延条纹.
关键词:
Tl-2212超导薄膜
,
激光脉冲沉积
