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纳米多孔结构Nb基超导薄膜的制备及输运特性研究

近年来,在许多关系到国计民生的战略领域如量子科学等都希望在单光子探测研究上有所突破,目前研究最为广泛的是超导纳米线单光子探测器,但这一器件的制备很是依赖于器件制备所需的超导材料和刻线工艺的进展,其原理是基于薄膜材料从超导态到金属态转变实现探测,对单光子探测器的深入发展制约较大。目前许多课题组开展了对超导绝缘相变的研究,这为单光子器件制备提供了一种新的思路,即由绝缘态到金属态转变实现探测,避免了之前探测原理对薄膜材料超导性能的依赖即制备的薄膜太薄容易失去超导性能而薄膜太厚影响器件探测效率。因此,本论文选择通过对纳米多孔铌基超导薄膜的制备和输运特性的研究,探究了在铌基超导薄膜上实现超导绝缘相变的两种方式。主要内容如下:首先利用直流磁控溅射方法在硅衬底和氧化镁衬底上制备铌和氮化铌超导薄膜,通过对制备参数摸索,最终重复且稳定制备了膜厚为17.9 nm,超导转变温度为7.60 K,均方根粗糙度为0.32 nm的铌薄膜和11 nm厚,超导转  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

超导薄膜材料的光谱性质及电荷动力学响应研究

超导材料由于具有电子运动无损耗特性,在航空航天、生物医疗、计算机、通讯等领域有广阔的应用前景。具有复杂和丰富物理性质的高温超导体是强关联电子体系,不符合常规超导体的超导微观理论,因此,开发更高转变温度的新型超导材料,研究更全面的超导机理仍是目前研究的热点之一。本文利用红外光谱、THz时域光谱和时间分辨超快光谱等手段,在可见、红外及THz光谱区域,对电子型铜氧化物高温超导体LCCO、尖晶石氧化物超导体LTO、铁基超导体FeSe的光学性质进行测试,得到了超导薄膜材料的光学常数、晶格振动、声子模式等信息,进而通过Kramers-Kronig(K-K)关系等计算得到其光电导特性,结合超导薄膜材料电输运性质及光学色散模型,得到电荷的动力学信息,如弛豫时间、直流电导率等,实现对超导薄膜材料物理性质的分析。期望通过对光子与超导材料的相互作用的分析,研究超导材料光学特性的响应机理,从而探究材料的超导特性、结构相变等物理机制。本文具体研究内容如下...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院物理研究所)

高质量超导薄膜生长及量子器件制备

自1911年Onnes发现超导现象以来,人们对于超导电现象的本质和规律的探索从未停止。近年来随着低温技术的蓬勃发展,超导技术的实际应用成为了可能。在这些应用中,超导量子器件作为实现量子计算的有力竞争者受到了越来越多的关注。这其中,高质量的超导薄膜和器件的制备是决定量子比特性能的关键一步。本论文对高质量超导薄膜的生长,超导量子器件的制备及性能进行了系统的研究。结论主要有以下几个方面:通过优化本底真空,溅射气压,溅射时Ar和N_2比例,溅射功率等生长参数,我们获得了一系列不同厚度的高质量的超导薄膜。300 nm厚的NbTiN膜T_c达到15.5 K,表面粗糙度0.2 nm,超导转变宽度0.03 K。极低的表面粗糙度和极窄的转变宽度表明薄膜良好的均匀性,为超导隧道结等量子器件的制备提供了很好的基础。室温溅射生长在高阻Si衬底上的5 nm超薄NbTiN膜,T_c达到7.63 K,为单光子探测等器件的制备奠定良好的基础。为了研究薄膜的热稳...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院物理研究所)

锂铁氢氧铁硒超导薄膜和单晶制备及相关物理性质

铁基超导体是高温超导电性机理及应用的重要研究对象,在凝聚态物理领域引起了广泛的关注,大量的实验及理论工作促进了铁基超导电性的研究。FeSe基超导体具有简单的晶体结构,超导临界温度T_c变化范围广,是一个很特殊的体系。因此,制备系列典型样品,认知T_c从低到高的演变过程的物理机制,不仅将为FeSe基高温超导机理研究提供关键线索,也将为探索和应用开发具有更高临界参数超导体提供新的思路。本论文主要围绕(Li,Fe)OHFeSe高温超导体开展研究,具体内容如下:(1)优化“水热离子交换合成”软化学材料制备方法,制备出T_c可以连续变化的(Li,Fe)OHFeSe系列单晶;通过电输运测量分析,我们发现低T_c样品中存在金属-绝缘体转变现象,非超导晶体的低温电阻表现出绝缘行为。(2)利用本团队发明的“基体辅助水热外延生长”薄膜制备方法(Matrix-assisted Hydrothermal Epitaxial Growth,MAHEG),...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

《稀有金属》1993年04期
稀有金属

钇系超导薄膜进展

日本四家电子材料公司合办的超导技术实验室开发了一种改进钇系超导薄膜质量的新工艺。此工艺...  (本文共1页) 阅读全文>>

《低温与超导》2010年01期
低温与超导

蓝宝石基片上制备双面Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜

在蓝宝石基片上,以CeO2为缓冲层制备了高质量的双面Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。以金属铈靶作为溅射源生长了c轴取向的CeO2缓冲薄膜,并对CeO2薄膜进行了高...  (本文共5页) 阅读全文>>