该方法可以在STO单晶基板上均匀地产生LSMO纳米粒子。此外,GBCO 薄膜可以通过同一真空室中的相同方法获得。该技术的主要优点是,具有均匀尺寸和高质量超导GBCO薄膜的LSMO纳米粒子可以沉积在同一真空室中。
该方法可对薄膜沉积区、纳米粒子生长区等进行深入分析。还可用于金属膜沉积、金属纳米颗粒沉积等。这种方法将使研究人员熟悉真空设备,并更多地了解薄膜生长技术。
首先,在超声波浴的室温下,按顺序清洁异丙醇和去离子水中的氧化钛单晶基底,每次清洁10分钟。然后,用氮气干燥基材。这促进基材的均匀覆盖和良好的薄膜粘附性。
使用银粉导电胶将 001 面向 001 的 STO 基板安装在基板支架中。将支架装入真空室。将 LSMO 目标安装在磁控喷枪中,然后重新组装喷枪。
使用欧姆表测试电阻,以避免磁控管和周围屏蔽之间出现短路。然后,关闭真空室,然后泵下。一旦真空低于10倍至负4帕斯卡,使用每分钟15摄氏度的加热速率将基板加热至850摄氏度。
将目标基板距离设置为 8 厘米。接下来,将质量流量控制器设置为每分钟 10 个标准立方厘米的氧气和每分钟 5 个标准立方厘米的 argon 作为工作气体流量。在沉积之前,在 30 瓦下预先溅出 LSMO 目标 20 分钟。
要获得25帕斯卡的腔室压力,请调整分子泵夹板阀。如果即时值大于 25 个 pascal,则逆时针旋转。如果它变得小于 25 帕斯卡,请顺时针旋转它。
之后,检查基板温度是否保持 850 摄氏度且是否稳定。将磁控管的功率从 30 瓦增强至 80 瓦。稳定等离子体后,打开快门,将 LSMO 沉积在加热基板上。
沉积完成后,关闭快门并关闭磁控管的电源。然后,关闭气体阀,并关闭加热器电源。将样品冷却至室温后,用干氮排出腔室。
然后,打开腔室,取出样品。将铜氧目标安装在磁控喷枪中,然后重新组装喷枪。如先前所述,使用类似的条件,除溅射时间外,应为30分钟。
接下来,将样品温度降至 500 摄氏度。然后,打开氧气气体阀,使腔室压力达到75,000帕斯卡,并在该温度下将样品保持一小时。将样品冷却至室温后,用干氮排出腔室。
然后,打开腔室,取出样品。STO 基板上 LSMO 纳米粒子的 AFM 图像显示均匀增长。此处显示了在未装饰和 LSMO 纳米粒子装饰 STO 基材上制造的硅化铜氧薄膜的 XRD 图案。
超导过渡温度接近90.5开尔文的金铜氧膜和90.3开尔文的LSMO薄膜,这表明纳米粒子不损害薄膜的超导特性。相比之下,磁化滞后循环区域要大得多,从零到六特斯拉,在 30、50 和 77 开尔文上,用于在 LSMO 装饰基板上制造的薄膜。沉积在 LSMO 装饰基板上的金子铜氧膜具有更高的临界电流密度,从 1.3 到 6 特斯拉在 30 开尔文和从零到六特斯拉在 77 开尔文。
在 30 开尔文时,装饰样品具有高于 1.3 特斯拉的较大固定力密度。在 77 开尔文时,装饰样品的密度移动到更高的 H 值。LSMO 装饰薄膜的临界电流密度在 3 特斯拉和 77 开尔文的角依赖性显示沿 c 轴增加,表明它在与 c 轴方向平行的磁场方向上更有效。
此方法涉及许多步骤和详细信息,因此可视化演示对于理解和掌握此方法至关重要。该方法开发后,可以沉积氧化膜和纳米颗粒,以及金属薄膜和纳米粒子。该方法开发后,可以沉积氧化膜和纳米颗粒,以及金属薄膜和纳米粒子。