超导谐振腔及其应用

超导现象早在本世纪初就被荷兰科学家翁内斯发现了,但是利用超导材料制造谐振腔的想法直到50年代才为科学家所提出。经过三十多年的发展才达到今天这样的水平。到目前为止,发现的超导材料有金属、合金、金属氧化物陶瓷(钇钡铜氧化物)和有机物。然而能制造谐振腔的材料目前仅限于金属和合金,从效果来看还是金属最好。钇钡铜氧化物陶瓷材料,虽然超导转变温     

喷涂法制备超导薄膜

用钇、钡、铜的硝酸盐水溶液喷涂在氧化锆单晶基片上,已制备了零电阻温度为83.4K 的 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜。文中给出了 XRD、SEM 图和电阻温度曲线,并对结果进行了讨论a     

高Tc超导材料—新的结构和潜在的应用

本文介绍了新的钇钡铜氧系列高T_c超导材料的特性和结构特点,以及相应的电子能带结构,并对主要的理论解释作了扼要介绍;最后介绍了厚薄膜和器件制备的进展情况并作了预测。     

射频磁控溅射原位制备高Tc钇钡铜氧超导薄膜

用粉末靶射频磁控溅射的方法在650℃的(110)SrTiO_3衬底上成功地原位制备出起始转变温度96K,零电阻温度88.2K,用约0.4mm宽的桥在77K零磁场下临界电流密度达6×10~5A/cm~2,高度定向的钇钡铜氧超导薄膜,膜的厚度为0.22μm。发现控制溅射工艺参数并在溅射后进行原位热处理是获得高T_c超导薄膜的关键。     

钇钡铜氧化物超导薄膜光刻工艺的新进展

<正> 自从谬勒等发现新的高T_c材料以来,高T_c超导材料的研究在世界范围内掀起了一股热潮。特别是能在液氮温度下超导的钇钡铜氧化物超导材料发现后,科学界和技术界都受到了极大鼓舞。在世界范围的努力下,具有器件应用前景的钇钡铜氧化物超导薄膜随之很快诞生。接着产生的问题是如何对它进行工艺加工。目前多数人认为这种材料多孔而且较疏松,在接触水汽后T_c会下降,因此,使用化学腐蚀方法会发生侧向钻蚀,并使T_c严重下降,从而他们纷纷钻研离子铣或离子注入等干法工艺。这种工艺虽具有分辨力高的优点,但由于要在真空中对材料轰击,所以也会使T_c下降5～10K左右。本研究通过调整磷酸系列腐蚀剂的配方和工艺条件可使化学腐蚀中的侧向钻蚀控制到2微米以下(膜厚2微米以下)。结合对工艺过程中各种烘烤温度的控制,使得整个工艺过程对T_c不产生明显的影响。南京电子器件研究所已用这种工艺制出了10微米数量级的器件图形。可以认为在目前的钇钡铜氧化物薄膜超导器件的研制中,这种新的工艺途径是简便易行与可靠实用的加工方法。     

铋锶钙铜系高温超导氧化物研究

<正> 1986年,Bednorz和M(?)ller在La,Ba和Cu层状钙钛矿型氧化物中发现了高于30K的超导现象,此后,高温超导材料的研究工作进展很快,接着在高于77K的液氮温区,发现了钇钡铜氧系的超导现象,被称为第二代高温超导材料。 由于稀土元素的短缺,材料科学家又试图寻找不含稀土的氧化物系高温超导材料。在不到一年的时间里,发现了铋锶钙铜氧系高温超导材料,被称为第三代高温超导材料。因此种材料不含稀土元素,给高温超导材料的研究工作,带来了新的高潮。 南京固体器件研究所在1987年研究钇钡铜氧系成功的基础上,进行了以普通电子陶瓷工艺,制备铋锶钙铜氧系材料的研究工作。按Bi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2的比例,选用化学纯以上的试剂进行配料。原料用两次相似的工艺进行合成:第一次合成条件为800℃下保温12小     

科技简讯

本刊1988年4月讯昆明物理研究所超导小组最近用自己研制的零电阻温度高达129K的钡钇铜氧化物超导体材料,经过减薄加工后制成超导测辐射热计(Bolometer)实验芯片,在     

2002电子科技热点漫谈

<正> 实用超导体 经过20世纪80～90年代的高温超导热,可供科学家和工程师使用的超导材料有两类:1.低温金属和合金超导材料,如铌-钛合金。这些材料价格不太贵,机械性能好且易于加工处理,但需要低至4.2K的超低温,这是要付出很大代价才能做到的事。2.高温陶瓷超导材料,如钇钡铜氧(YBCO)陶瓷超     

氧含量对激光淀积钙钛矿氧化物薄膜晶体结构与物理性能的影响

钙钛矿型氧化物薄膜由于在未来微电子学和光子学器件等领域的美好应用前景，而备受人们的注目．钙钛矿型氧化物材料众多，且具有丰富的物理特性，如：介电、铁电、铁磁、绝缘、导电、超导以及光学非线性等。然而，这些氧化物材料中氧原子的化学计量配比，对薄膜的晶体结构和物理性能有着至关重要的影响． 本文所涉及的钙钛矿型氧化物薄膜均采用紫外脉冲准分子激光制备，氧化物薄膜中的氧含量可由薄膜淀积过程或薄膜退火过程中所使用的氧气压控制．这里，我们以钛酸钡和钇钡铜氧薄膜为例，着重介绍了氧含量对薄膜的晶体取向、晶格常数、晶相…     

用高温超导体的高频电路

美国航空航天局路易斯研究所的科研组应用高温超导体,制作成功能处理频率达33～37 GHz高频信号的电子电路,其适合处理的信号频率比以前高三倍以上。制作过程中采用在液态氮温度失去电阻的钇、钡、铜氧化物高温超导体。用激光在基片上作成超导薄膜后,以与硅电路同样的方法制造。     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备非晶YBCO薄膜

采用柠檬酸溶胶-凝胶法(Pechini工艺)制备了钇钡铜氧(YBCO)溶胶,在SiO2/Si(110)衬底上生长了非晶YBCO薄膜.通过差热-热重分析得到了非晶YBCO薄膜的热处理务件.讨论了pH值对薄膜元素配比和表面形貌的影响,研究了薄膜结晶状态与退火温度之间的关系,获得了较为理想的薄膜制备工艺参数.     

直接观察高温超导体的氧原子

<正>据日本《电视学会志》1992年第3期报道,日本科学技术厅无机材料研究所首先在世界上采用超高分辨率、超高压电子显微镜成功地直接观察高温氧化物超导体中的氧原子。试料在900℃高压氧气氛中烧结,采用过量的氧(1个钇原子:7个氧原子)的钇-钡-铜-氧的高温超导     

钇钡铜氧半导体薄膜的宽光谱响应特性

对以 Si为衬底的钇钡铜氧 (分子式 :Y1 Ba2 Cu3O7-δ　δ≥ 0 .5 ,简称 :YBCO)半导体薄膜的宽光谱响应特性进行了研究 .采用该薄膜作灵敏元的单元测辐射热计分别对红外波段 (1— 15μm)、亚毫米波段 (5个波长 )及毫米波 (3m m )进行光谱响应测试 ,结果表明这种半导体探测器不仅在红外波段 ,而且在亚毫米波甚至毫米波段都有良好的响应特性 .该薄膜是继 VO2 薄膜之后用于非制冷红外焦平面的一种新材料     

钇钡铜氧半导体薄膜的宽光谱响应特性

对以Si为衬底的钇钡铜氧(分子式:Y1Ba2Cu3O7-δδ≥0.5,简称:YBCO)半导体薄膜的宽光谱响应特性进行了研究.采用该薄膜作灵敏元的单元测辐射热计分别对红外波段(1-15μm)、亚毫米波段(5个波长)及毫米波(3mm)进行光谱响应测试,结果表明这种半导体探测器不仅在红外波段,而且在亚毫米波甚至毫米波段都有良好的响应特性.该薄膜是继VO2薄膜之后用于非制冷红外焦平面的一种新材料.     

硅衬底上BSCCO高温超导材料的制备

研究了采用单靶控溅射在Ｓｉ（１００）衬底上生长ＹＳＺ（钇稳定的ＺｒＯ２）ＢＳＣＣＯ（铋锶钙铜氧）薄膜的工艺条件,包括生长温度,生长气氛,生长速率及氧化退化等。还研究了高温超导相的形成与生长温度的关系,并获得了超导膜临界温度为８２Ｋ的ＢＳＣＣＯ／ＹＳＺ／Ｓｉ兼容材料。     

高温超导薄膜在激光辅助化学刻蚀中的表面特性

提出了将激光辅助化学刻蚀技术应用于钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜的刻蚀,研究了无掩膜YBCO薄膜激光化学刻蚀的表面特性及其变化规律,为YBCO激光化学刻蚀技术中图形形状控制、刻蚀时间选择和激光功率调节等提供了重要的实验结论.研究发现:在激光辐照下,YBCO薄膜的液相刻蚀速率大大加快,将极大改善刻蚀中的横向钻蚀情况,并提高图形边缘的侧壁陡峭度,且整个过程中的刻蚀速率呈现加快趋势;无掩膜时,YBCO表面刻蚀程度持续过渡,激光光斑边界两侧并非严格分界;衬底铝酸镧(LaAlO3)的晶向对YBCO薄膜的表面刻蚀特征有较大影响,沿LaAlO3晶向方向的刻蚀程度高于非晶向方向.     

YBCO高温超导带材熔融行为研究

对于第二代高温超导带材,超导接头的实现与超导层的直接熔融互连有关。为了研究YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)高温超导带材在热处理时的熔融行为,在真空下对一段梯形的YBCO带材通电使其形成不同的温区,通过不同的测试手段研究薄膜经过热处理后成分、结构以及超导性能的变化。结果表明YBCO超导层在经过一个合适的温度和4 h的氧气退火处理后,能够恢复或部分恢复其超导性能。经分析认为此过程中超导薄膜能够恢复超导性能的原因是Y123相没有分解。但是,如果热处理温度过高会导致Y123相分解为Y211相和钡铜氧化物,这种相变会导致超导性能无法恢复。     

钇钡铜氧室温快响应宽频谱光辐射探测器研究

决响应、在宽频谱光辐射探测器在航天、国防、科研等部门有广泛的应用。碲镉汞探测器虽然灵敏度高，响应速度快，但是其液氮温区工作给用户带来一定的不便，此外响应波段也比较窄。高温超导体发现以后，有人发现在（100）面与基片表面有一定倾角的基片上淀积的钇钡铜氧（YBCO）薄膜具有很特殊的光辐射响应特性．当光辐射照射这种薄膜时，即使在室温条件下也能给出很强的电信号。在参考国外工作的基础上，我们在（100）面与基片表面成10°、20°、3D°的基片上，用脉冲激光法淀积300nm的YBCO薄膜．薄膜的光响应用XeCI准分子激光和自由电…     

YBCO高温超导微带线的非平衡光响应及其恢复时长

研究了在波长为0.68μm的连续激光辐照下,钇钡铜氧(YBCO)高温超导(HTS)微带线的非平衡光响应特性,并从超导体机制探索和光响应超导器件研制两个角度对实验现象进行讨论。实验观察到高温超导微带线的非平衡光响应阈值,当功率小于15 mW时,以辐射热效应为主;当功率大于15 mW时,出现非平衡光响应。该阈值的发现,是对Zeldov的“热效应”与“光子效应”同时存在理论的进一步完善,并设想了一种新型的高温超导衰减器;研究了高温超导微带线非平衡光响应的恢复时长,当激光功率为45 mW时,恢复时长约为3.5 s,分析了该时长存在的机制及其对光响应超导器件二次激光激励的影响。     

恢复和提高Y1Ba2Cu3O7—x高温超导膜性能的一种方法

Ｙ１ＢａＣｕ３Ｏ７－ｘ高温超导膜用于探测器研究在制备过程中及存放期间,氧成份的逸漏是难以避免的,这导致超导薄膜性能严重退化甚至报废。提出了一种方法,即注氧法,对于恢复超导薄膜中的氧组分含量,保持和提高超导膜的性能,是行之有效的方法。