高溫超導(dǎo)平面約瑟夫森器件的制備和性能研究.pdf

1、自從高溫超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)以來，它的機(jī)理和應(yīng)用研究一直是熱門課題。高溫超導(dǎo)所具有的在液氮溫區(qū)轉(zhuǎn)變溫度，使它具有誘人的應(yīng)用前景，在有源器件領(lǐng)域，約瑟夫森器件研究是最活躍的一個(gè)課題。由超導(dǎo)結(jié)構(gòu)成的SQUID被用于大地的磁測量，心磁、腦磁的測量，無損檢測和數(shù)字電路中。要實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)有源器件的集成化并與外圍電路相匹配，就要有性能優(yōu)良、重復(fù)性好的超導(dǎo)結(jié)，同時(shí)要求有高質(zhì)量的超導(dǎo)薄膜。
　　本文首先對高溫超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)和SQUID理論及其近幾年來在高溫超

2、導(dǎo)領(lǐng)域的進(jìn)展進(jìn)行了簡單的綜述，這部分構(gòu)成了本論文工作的理論基礎(chǔ)和跟蹤國際上高速發(fā)展的超導(dǎo)器件的重要參考資料。
　　第二章介紹了高溫超導(dǎo)薄膜的制備和特性，采用脈沖激光沉積制備YBCO薄膜，摸索出YBCO薄膜生長的最佳工藝條件。采用XRD、AFM等分析手段研究了YBCO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌。制備出Tc達(dá)到92.5K，轉(zhuǎn)變寬度只有0.5K的高質(zhì)量超導(dǎo)薄膜。
　　第三章對常用的微加工手段做了介紹，并嘗試采用微加工的方法制備了納米

3、橋型約瑟夫森結(jié)，探索了金屬納米掩膜制備高溫超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)的制備方法。優(yōu)化了工藝，克服了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象。制作納米掩膜結(jié)之前，還用離子輻照整片YBCO薄膜，對離子輻照對YBCO薄膜超導(dǎo)電性的影響做了初步的探討，利用能量120KeV的H2+離子，改變注入劑量從1.0×1012ion/cm2到1.0×1017ion/cm2，當(dāng)劑量逐漸增大時(shí)，樣品的正常態(tài)電阻增大，Tc轉(zhuǎn)變點(diǎn)往低溫方向偏移，當(dāng)劑量超過一定閾值時(shí)，樣品的導(dǎo)電行為變成了類似半導(dǎo)