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MgB2超导膜的厚度与其Jc(5K,0T)的关系

陈艺灵 张辰 何法 王达 王越 冯庆荣

MgB2超导膜的厚度与其Jc(5K,0T)的关系

陈艺灵, 张辰, 何法, 王达, 王越, 冯庆荣
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  • 通过混合物理化学气相沉积法 (hybrid physical-chemical vapor deposition, HPCVD), 在(000l) SiC 衬底上制得一系列从10 nm到8 μm的MgB2超导膜样品, 并对它们的形貌、超导转变温度Tc 和临界电流密度Jc与膜厚度的关系进行了研究. 观察到Tc随膜厚度增加上升到最大值后, 尽管膜继续增厚, 但Tc值保持近乎平稳, 而Jc则先随膜厚度增加上升到最高值后, 继而则随膜的厚度的增加而下降. MgB2膜的Tc(0)和Tc(onset)值与膜厚的关系基本一致, Tc(0)在膜厚为230 nm处达到最大值Tc(0)=41.4 K, 而Jc(5K,0T)在膜厚为100 nm时达到最大值, Jc (5 K, 0 T)=2.3×108A·cm-2, 这也说明了我们能用HPCVD方法制备出高质量干净MgB2超导膜. 本文研究的超导膜厚度变化跨度非常大, 从10 nm级的超薄膜到100 nm级的薄膜, 再到几微米的厚膜, 如此Tc和Jc对膜厚度变化的依赖就有了较完整、成体系的研究. 并且本文的工作对MgB2超导薄膜制备的厚度选取具有实际应用意义.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划973(批准号:2006CD601004,2011CB605904,2011CBA00104);国家自然科学基金(批准号51177160,11074008)和国家基础科学人才培养基金(批准号:J0630311)资助的课题.
    [1]

    Zeng X H, Pogrebnyakov A J, Kotcharov A, Jones J E, Xi X X, Lysczek E M, Redwing J M, Xu S Y, Li Q, Lettieri J, Schlom D G, Tian W, Pan X Q, Liu Z K 2002 Nat. Mater. 1 1

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-08
  • 修回日期:  2013-06-21
  • 刊出日期:  2013-10-05

MgB2超导膜的厚度与其Jc(5K,0T)的关系

  • 1. 北京大学物理学院, 北京大学人工微结构与介观国家重点实验室, 北京大学应用超导研究中心, 北京 100871;
  • 2. 北京大学重离子物理研究所, 北京 100871
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划973(批准号:2006CD601004,2011CB605904,2011CBA00104)

    国家自然科学基金(批准号51177160,11074008)和国家基础科学人才培养基金(批准号:J0630311)资助的课题.

摘要: 通过混合物理化学气相沉积法 (hybrid physical-chemical vapor deposition, HPCVD), 在(000l) SiC 衬底上制得一系列从10 nm到8 μm的MgB2超导膜样品, 并对它们的形貌、超导转变温度Tc 和临界电流密度Jc与膜厚度的关系进行了研究. 观察到Tc随膜厚度增加上升到最大值后, 尽管膜继续增厚, 但Tc值保持近乎平稳, 而Jc则先随膜厚度增加上升到最高值后, 继而则随膜的厚度的增加而下降. MgB2膜的Tc(0)和Tc(onset)值与膜厚的关系基本一致, Tc(0)在膜厚为230 nm处达到最大值Tc(0)=41.4 K, 而Jc(5K,0T)在膜厚为100 nm时达到最大值, Jc (5 K, 0 T)=2.3×108A·cm-2, 这也说明了我们能用HPCVD方法制备出高质量干净MgB2超导膜. 本文研究的超导膜厚度变化跨度非常大, 从10 nm级的超薄膜到100 nm级的薄膜, 再到几微米的厚膜, 如此Tc和Jc对膜厚度变化的依赖就有了较完整、成体系的研究. 并且本文的工作对MgB2超导薄膜制备的厚度选取具有实际应用意义.

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