二硼化鎂微橋制備及其特性研究.pdf

1、二硼化鎂(MgB2)為迄今為止臨界轉(zhuǎn)變溫度最高的金屬化合物超導(dǎo)體(39K)。相比高溫氧化物超導(dǎo)體，MgB2具有結(jié)構(gòu)簡單、晶界弱連接弱、相干長度長等優(yōu)勢，因此在超導(dǎo)電子應(yīng)用領(lǐng)域有廣闊的前景?；诟哔|(zhì)量薄膜的約瑟夫森(Josephson)結(jié)是超導(dǎo)弱電應(yīng)用的關(guān)鍵，對MgB2薄膜及其Josephson結(jié)的研究有非常重要的意義。
　　 本論文利用電子束蒸發(fā)交替蒸鍍B、Mg先驅(qū)膜后原位退火的方法在Si(111)襯底上制備了MgB2超導(dǎo)薄膜，

2、其超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度（Tc）高于30K。探索了利用飛秒激光在薄膜上刻蝕微橋結(jié)構(gòu)的工藝條件，使用掃描電子顯微鏡觀察了樣品的形貌，并測量了樣品的電輸運(yùn)特性(R-T、I-V)。研究結(jié)果表明：
　　 飛秒激光焦點(diǎn)間距D=7μm時(shí)，橋區(qū)寬度大于1um，表現(xiàn)出薄膜的超導(dǎo)特性，臨界電流密度Jc約為3×105A/cm2，正常態(tài)電阻Rn約為183O;D=6um時(shí)，橋區(qū)寬度約為200nm,I-V曲線受熱噪聲影響明顯，表現(xiàn)出弱的超導(dǎo)電性，但是沒有明顯的

3、Josephson效應(yīng)的證據(jù)；D=5um時(shí)，樣品表現(xiàn)出半導(dǎo)體或絕緣特性，類似于在薄膜上刻蝕一定深度的溝道，在薄膜Tc以下，I-V曲線中觀察到負(fù)阻區(qū)域，研究認(rèn)為可歸因于MgB2-Si界面的Andreev反射。
　　 利用飛秒激光在Si襯底MgB2薄膜上刻蝕一定深度的溝道結(jié)構(gòu)，研究了MgB2薄膜和Si襯底的界面特性。作者認(rèn)為MgB2薄膜和N型Si襯底界面能帶結(jié)構(gòu)類似于金屬-半導(dǎo)體肖特基接觸,電子隧穿界面勢壘為主要輸運(yùn)機(jī)制，隧穿電流I