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低能离子对高温超导YBa2Cu3O7-薄膜的表面改性和机理

王三胜 李方 吴晗 张竺立 蒋雯 赵鹏

低能离子对高温超导YBa2Cu3O7-薄膜的表面改性和机理

王三胜, 李方, 吴晗, 张竺立, 蒋雯, 赵鹏
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  • 低能氩离子束轰击并后退火处理的离子束表面改性,会影响高温超导薄膜的表面结构和超导特性,但是其中的深刻微观机理不清楚.本文通过连续改变离子束轰击时间,系统研究了离子束表面改性对于超导膜结构和临界电流密度的影响.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、Jc-scanning测试表征样品的结构特性和超导特性,并得出内应变、氧空位缺陷等参量.研究表明,经过表面改性的钇钡铜氧(YBa2Cu3O7-,YBCO)薄膜,随轰击时间增加表面形貌会变得更加均匀致密,a轴晶粒消失,并且临界电流密度有了显著的提高.由化学键收缩配对模型分析得出,临界电流密度的提高与薄膜内应变增大和引发的局部YBCO结构中CuO键收缩有关.
      通信作者: 吴晗, wh19951004ln@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61473023)、国家高技术研究发展计划(批准号:2014AA032703)和航天科技创新基金(批准号:10300002012117002)资助的课题.
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    Wesch W, Wendlers E 2016 Ion Beam Modification of Solids Ion-Solid Interaction and Radiation Damage (Vol. 61) (Switzerland: Springer)

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    Was G S 2017 Fundamentals of Radiation Materials Science Metals and Alloys (Vol. 2) (Berlin: Springer)

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    Cybart S A, Bali R, Hlawacek G, Rder F, Fassbender J 2016 Focused Helium and Neon Ion Beam Modification of High-Tm C Superconductors and Magnetic Materials In: Hlawacek G, Glzhuser A (eds) Helium Ion Microscopy (Switzerland: Springer) p415

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    Wrdenweber R 1999 Supercond. Sci. Technol. 12 R86

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-14
  • 修回日期:  2017-10-28
  • 刊出日期:  2018-02-05

低能离子对高温超导YBa2Cu3O7-薄膜的表面改性和机理

  • 1. 北京航空航天大学, 微纳测控与低维物理教育部重点实验室, 北京 100191;
  • 2. 湘潭大学材料科学与工程学院, 湘潭 411105
  • 通信作者: 吴晗, wh19951004ln@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61473023)、国家高技术研究发展计划(批准号:2014AA032703)和航天科技创新基金(批准号:10300002012117002)资助的课题.

摘要: 低能氩离子束轰击并后退火处理的离子束表面改性,会影响高温超导薄膜的表面结构和超导特性,但是其中的深刻微观机理不清楚.本文通过连续改变离子束轰击时间,系统研究了离子束表面改性对于超导膜结构和临界电流密度的影响.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、Jc-scanning测试表征样品的结构特性和超导特性,并得出内应变、氧空位缺陷等参量.研究表明,经过表面改性的钇钡铜氧(YBa2Cu3O7-,YBCO)薄膜,随轰击时间增加表面形貌会变得更加均匀致密,a轴晶粒消失,并且临界电流密度有了显著的提高.由化学键收缩配对模型分析得出,临界电流密度的提高与薄膜内应变增大和引发的局部YBCO结构中CuO键收缩有关.

English Abstract

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