MgO襯底上大面積Tl-2212高溫超導(dǎo)薄膜均勻性分析.pdf

1、本論文的主要工作是解決大面積高溫超導(dǎo)薄膜的均勻性問題。采用計算機模擬和實驗驗證相結(jié)合的方法，找到了在直徑三英寸(約75mm)的襯底上制備厚度均方差＜5％薄膜的襯底運動方法。并且在5×10mm2的MgO(001取向)襯底上生長了CeO2緩沖層，制備出高質(zhì)量的Tl-2212高溫超導(dǎo)薄膜。 首先，尋找在5×10mm2MgO(001取向)襯底上制備CeO2緩沖層的最佳條件。我們采用RF磁控濺射沉積CeO2薄膜。在濺射靶與襯底之間的距離為

2、40mm，濺射氣壓為3Pa(Ar/O2混和氣)，濺射功率為120瓦的條件下，襯底的溫度在400℃-780℃之間變化。當襯底溫度≥700℃時，CeO2薄膜為外延C軸取向生長，符合了制備高質(zhì)量Tl-2212高溫超導(dǎo)薄膜的要求。 然后，分析濺射粒子的運動規(guī)律，得到濺射粒子在襯底所在平面內(nèi)的沉積速率分布滿足正態(tài)分布規(guī)律。通過實驗，考察了在濺射靶與襯底之間的距離為40mm，濺射氣壓為3Pa，濺射功率為120瓦的條件下，濺射粒子在襯底運動平

3、面上的沉積速率的分布情況，確定濺射粒子沉積速率分布的解析函數(shù)。再利用計算機模擬了襯底在不同運動方式下，其薄膜厚度的分布情況，進而找到制備均勻薄膜所采用的最佳襯底運動方式。然后在80×15mm2載波片上，在上述制膜條件下，利用模擬所得到的襯底運動方式濺射了CeO2薄膜，其均勻性比較好。 利用上述濺射條件，在5×10mm2的MgO(001取向)襯底制備了CeO2緩沖層，襯底溫度為700℃，濺射時長15分鐘。再利用異位兩步法在上述Mg