高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响

• 作者: 周铁戈 季鲁 岳宏卫 左涛 张旭 张玉婷 方兰 李加蕾 游石头 谢清连 赵新杰 阎少林
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: T1-2212超导薄膜 蓝宝石 缓冲层
• 年，卷（期）: 2008,（1）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 519-525
• 页数: 7页
• 分类号: O4
• 字数: 4788字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.01.083

摘要

研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO2缓冲层和T1-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长.表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石(1102)基片上可以生长出具有面内取向的CeO2(001)缓冲层.在具有缓冲层的蓝宝石基片上可以制作出高质量c轴织构的外延11-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)为104.7 K,液氮温度下临界电流密度(Jc)达到3.5 MA/cm2,微波表面电阻R(77 K,10 GHz)约为390μΩ.