Name: radio frequency magnetron sputtering of gdba2cu3o7&#8722;&#948;/ la0.67sr0.33mno3 quasi-bilayer films on srtio3 (sto) single-crystal substrates
Uploaded: 2019-04-12T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7Ã¢Ë†'ÃŽÂ´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (מס 51502168; No.11504227) ושל קרן מדעי הטבע העירוני שנגחאי (No.16ZR1413600). המחברים יידע במעבדה אנליטית אינסטרומנטלית ניתוח מרכז של שנגחאי ג'יאו טונג ואוניברסיטת Ma-tek לסיוע טכני המוסמכת.

1. המצע והכנות היעד
הערה: סעיף זה מתאר את הכנת תא התצהיר לרעוד. להוציא ותערובות של גביש יחיד SrTiO3 (STO).
<ol><li>השתמש 10 מ"מ x 10 מ"מ SrTiO3 (STO) יחיד-קריסטל סובסטרטים במהלך המגנטרון RF sputtering תהליך.</li>
	<li>ברצף לנקות את סובסטרטים אלכוהול איזופרופיל ובמים יונים למשך 10 דקות כל בטמפר?...

<ol>
	<li>Gong, J., Zheng, D., Li, D., Jin, C., Bai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lattice+distortion+modified+anisotropic+magnetoresistance+in+epitaxial+La0.67Sr0.33MnO3+thin+films.">Lattice distortion modified anisotropic magnetoresistance in epitaxial La0.67Sr0.33MnO3 thin films.</a> Journal of Alloys and Compounds. 735, 1152-1157 (2018).</li><li>Wang, J., Han, Z., Bai, J., Luo, B., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoelectric+coupling+in+oxygen+deficient+La0.67Sr0.33MnO3-&#948;/BaTiO3+composite+film.">Magnetoelectric coupling in oxygen deficient La0.67Sr0.33MnO3-&#948;/BaTiO3 composite film.</a> Physica B: Condensed Matter. 534, 141-144 (2018).</li><li>Duan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+fabrication+of+micro-patterned+LSMO+films+with+unchanged+magnetic+properties+by+photosensitive+sol-gel+method+on+LaAlO3+substrates.">Facile fabrication of micro-patterned LSMO films with unchanged magnetic properties by photosensitive sol-gel method on LaAlO3 substrates.</a> Ceramics International. 42 (12), 14100-14106 (2016).</li><li>Xu, P., Huffman, T. J., Kwak, I. H., Biswas, A., Qazilbash, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+dependent+infrared+nano-imaging+of+La0.67Sr0.33MnO3+thin+film.">Temperature dependent infrared nano-imaging of La0.67Sr0.33MnO3 thin film.</a> Journal of Physics-Condensed Matter. 30 (2), (2018).</li><li>Bulaevskii, L. N., Chudnovsky, E. M., Maley, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+pinning+in+superconductor-ferromagnet+multilayers.">Magnetic pinning in superconductor-ferromagnet multilayers.</a> Applied Physics Letters. 76 (18), 2594-2596 (2000).</li><li>Chen, C. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flux+pinning+of+stress-induced+magnetic+inhomogeneity+in+the+bilayers+of+YBa2Cu3O7&#8722;&#948;/La0.67Sr0.33MnO3&#8722;&#948;.">Flux pinning of stress-induced magnetic inhomogeneity in the bilayers of YBa2Cu3O7&#8722;&#948;/La0.67Sr0.33MnO3&#8722;&#948;.</a> Journal of Applied Physics. 106 (9), 093902 (2009).</li><li>Chen, C. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+high-temperature+magnetic+pinning+induced+by+proximity+in+YBa2Cu3O7&#8722;&#948;/La0.67Sr0.33MnO3+hybrids.">Robust high-temperature magnetic pinning induced by proximity in YBa2Cu3O7&#8722;&#948;/La0.67Sr0.33MnO3 hybrids.</a> Journal of Applied Physics. 109 (7), 073921 (2011).</li><li>Huang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+properties+of+(CoFe2O4)x:(CeO2)1&#8722;x+vertically+aligned+nanocomposites+and+their+pinning+properties+in+YBa2Cu3O7&#8722;&#948;+thin+films.">Magnetic properties of (CoFe2O4)x:(CeO2)1&#8722;x vertically aligned nanocomposites and their pinning properties in YBa2Cu3O7&#8722;&#948; thin films.</a> Journal of Applied Physics. 115 (12), 123902 (2014).</li><li>Lange, M., Bael, M. J. V., Bruynseraede, Y., Moshchalkov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoengineered+Magnetic-Field-Induced+Superconductivity.">Nanoengineered Magnetic-Field-Induced Superconductivity.</a> Physical Review Letters. 90 (19), 197006 (1970).</li><li>Rakshit, R. K., Budhani, R. C., Bhuvana, T., Kulkarni, V. N., Kulkarni, G. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhomogeneous+vortex-state-driven+enhancement+of+superconductivity+in+nanoengineered+ferromagnet-superconductor+heterostructures.">Inhomogeneous vortex-state-driven enhancement of superconductivity in nanoengineered ferromagnet-superconductor heterostructures.</a> Physical Review B. 77 (5), 052509 (2008).</li><li>Guo, H., Ward, T. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Spatially+Confined+Complex+Oxides.">Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides.</a> Journal of Visualized Experiments. 77, e50573 (2013).</li><li>Wang, Y., Li, Y., Liu, L., Xu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvement+of+flux+pinning+in+GdBa2Cu3O7-delta+thin+film+by+nanoscale+ferromagnetic+La0.67Sr0.33MnO3+pretreatment+of+substrate+surface.">Improvement of flux pinning in GdBa2Cu3O7-delta thin film by nanoscale ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 pretreatment of substrate surface.</a> Ceramics International. 44 (1), 225-230 (2018).</li><li>Mart&#237;n, J. I., V&#233;lez, M., Nogu&#233;s, J., Schuller, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flux+Pinning+in+a+Superconductor+by+an+Array+of+Submicrometer+Magnetic+Dots.">Flux Pinning in a Superconductor by an Array of Submicrometer Magnetic Dots.</a> Physical Review Letters. 79 (10), 1929-1932 (1997).</li><li>Morgan, D. J., Ketterson, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Flux+Pinning+in+a+Regular+Array+of+Magnetic+Dipoles.">Asymmetric Flux Pinning in a Regular Array of Magnetic Dipoles.</a> Physical Review Letters. 80 (16), 3614-3617 (1998).</li><li>Gutierrez, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+c-axis+pinning+in+interfacial+self-assembled+nanostructured+trifluoracetate-YBa2Cu3O7&#8722;x+films.">Anisotropic c-axis pinning in interfacial self-assembled nanostructured trifluoracetate-YBa2Cu3O7&#8722;x films.</a> Applied Physics Letters. 94 (17), 172513 (2009).</li><li>Tran, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+critical+current+density+in+GdBa2Cu3O7-&#948;+thin+films+with+substrate+surface+decoration+using+Gd2O3+nanoparticles.">Enhanced critical current density in GdBa2Cu3O7-&#948; thin films with substrate surface decoration using Gd2O3 nanoparticles.</a> Thin Solid Films. 526, 241-245 (2012).</li><li>Jha, A. K., Khare, N., Pinto, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interface+engineering+using+ferromagnetic+nanoparticles+for+enhancing+pinning+in+YBa2Cu3O7-delta+thin+film.">Interface engineering using ferromagnetic nanoparticles for enhancing pinning in YBa2Cu3O7-delta thin film.</a> Journal of Applied Physics. 110 (11), (2011).</li><li>Casotti, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ageing+effects+on+electrical+resistivity+of+Nb-doped+TiO2+thin+films+deposited+at+a+high+rate+by+reactive+DC+magnetron+sputtering.">Ageing effects on electrical resistivity of Nb-doped TiO2 thin films deposited at a high rate by reactive DC magnetron sputtering.</a> Applied Surface Science. 455, 267-275 (2018).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+single-phase+Ti2AlN+coating+by+magnetron+sputtering+with+cost-efficient+hot-pressed+Ti-Al-N+targets.">Preparation of single-phase Ti2AlN coating by magnetron sputtering with cost-efficient hot-pressed Ti-Al-N targets.</a> Ceramics International. 44 (14), 17530-17534 (2018).</li><li>Mahdhi, H., Djessas, K., Ben Ayadi, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characteristics+of+Ca-doped+ZnO+thin+films+by+rf+magnetron+sputtering+at+low+temperature.">Synthesis and characteristics of Ca-doped ZnO thin films by rf magnetron sputtering at low temperature.</a> Materials Letters. 214, 10-14 (2018).</li><li>Shen, H., Wei, B., Zhang, D., Qi, Z., Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetron+sputtered+NbN+thin+film+electrodes+for+supercapacitors.">Magnetron sputtered NbN thin film electrodes for supercapacitors.</a> Materials Letters. 229, 17-20 (2018).</li><li>Sinnarasa, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+thickness+and+microstructure+on+thermoelectric+properties+of+Mg-doped+CuCrO2+delafossite+thin+films+deposited+by+RF-magnetron+sputtering.">Influence of thickness and microstructure on thermoelectric properties of Mg-doped CuCrO2 delafossite thin films deposited by RF-magnetron sputtering.</a> Applied Surface Science. , 244-250 (2018).</li><li>Thi-Thuy-Nga, N., Chen, Y. -. H., Chen, Z. -. M., Cheng, K. -. B., He, J. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructure+near+infrared+reflectance,+and+surface+temperature+of+Ti-O+coated+polyethylene+terephthalate+fabrics+prepared+by+roll-to-roll+high+power+impulse+magnetron+sputtering+system.">Microstructure near infrared reflectance, and surface temperature of Ti-O coated polyethylene terephthalate fabrics prepared by roll-to-roll high power impulse magnetron sputtering system.</a> Thin Solid Films. , 1-8 (2018).</li><li>Wang, Y., Xu, D., Li, Y., Liu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Texture+and+morphology+developments+of+Yttria-stabilized+zirconia+(YSZ)+buffer+layer+for+coated+conductors+by+RF+sputtering.">Texture and morphology developments of Yttria-stabilized zirconia (YSZ) buffer layer for coated conductors by RF sputtering.</a> Surface &amp; Coatings Technology. 232, 497-503 (2013).</li><li>Petrisor, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+pinning+effects+of+epitaxial+LaxSr1-xMnO3+nanostructured+thin+films+on+YBa2Cu3O7-delta+layers.">Magnetic pinning effects of epitaxial LaxSr1-xMnO3 nanostructured thin films on YBa2Cu3O7-delta layers.</a> Journal of Applied Physics. 112 (5), (2012).</li></ol>

כאן אנחנו הוכיחו כי ניתן להשתמש בשיטה זו כדי להכין LSMO חלקיקי פרומגנטי של התפלגות אחידה על SrTiO3 מצעים יחיד-קריסטל (STO). הסרטים (Gd) בוסקו גם ניתן להפקיד על שניהם חשופים ומעוצבים LSMO STO המצע. עם התאמה המתאימה של הפקיד פרמטרים, כגון צמיחה בטמפרטורות והמרחק היעד-המצע, שיטה זו צריך להיות שימושי ?...

Manganite מסטול-חור La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 (LSMO) יש מאפיינים ייחודיים כגון פס רחב פערים, פרומגנטיות חצי-מתכתי, ולא מסובכת הברית אלקטרונית, אשר מספקים הזדמנויות יוצאת דופן עבור פוטנציאל spintronic יישומים1,2,3,4. כיום, חוקרים רבים הם משתדלים לנצל את תכונותיו הייחודיות של LSMO וצריך התנועה מערבולת לסרטים (HTS) למוליכת על טמפרטורה גבוהה, כגון (מחדש) Ba2Cu3O7−אלפא סרטים (REBCO, RE = נדיר – אלמנט האדמה)5,6,7,8,9,10,11,12. ננו קישוט של משטחים המצע עם חלקיקים פרומגנטי תספק אתרים מוגדרים היטב עבור גרימת מגנטי להצמדת מרכזי של צפיפות הצפויה13,14. עם זאת, היכולת לשלוט על צפיפות וגיאומטריה של חלקיקים על משטחים בעלי מרקם חזק, כמו למשל על יחיד-קריסטל מצעים ותערובות מתכת בעלי מרקם חזק קשה מאוד. ולרוב, חלקיקים הם מסונתז מצופה על משטחים באמצעות שיטות פירוק אורגניים מתכת15ו פעמו לייזר התצהיר שיטות16,17. למרות הדופק לייזר התצהיר שיטות יכול לספק חלקיקים מצופה על מצעים שונים, קשה להבין את התצהיר חלקיקים הומוגנית שטח גדול. לגבי שיטות פירוק אורגניים מתכת, הם הולם שטח גדול הפקדת חלקיקים. עם זאת, חלקיקים הם לעתים קרובות לא אחידה ולהיפגע בקלות על ידי לחצים פיזיים קטנים.
בין שיטות אלה, RF-מגנטרון sputtering יש יתרונות רבים. Sputtering יש קצב התצהיר גבוהה, בעלות נמוכה, חוסר פליטת גז רעיל. כמו כן, קל להרחיב בקנה מידה גדול באזור סובסטרטים18,19. שיטה זו מספקת היווצרות צעד אחר צעד של La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 (LSMO) חלקיקים, חלקיקים קלים למוסרם על מצעים יחיד-גביש. Sputtering מגנטרון RF יכול ליצור חלקיקים שטח גדול בצורה אחידה על מגוון רחב של מצעים, ללא התחשבות מרקם פני השטח, חספוס פני שטח20. הפקד חלקיק יכולה להיות מושגת על ידי שינוי הזמן המלהגים. הומוגניות יכולה להיות מושגת על ידי התאמת מרחק היעד-המצע. החיסרון של sputtering RF-המגנטרון הוא קצב הצמיחה שלה נמוך יותר עבור חלק תחמוצות21. בגישה זו, היעד אטומים (או מולקולות) הם בהיסוס מתוך המטרה על ידי ארגון יון ולאחר מכן חלקיקים מופקדים על מצעים אדי שלב22. היווצרות חלקיקים מתרחשת על המצע צעד בודד23. שיטה זו ישימה באופן תיאורטי על כל חומר כולל מוליך על סרט דק, הסרט ההתנגדות, מוליכים למחצה סרט, סרט דק פרומגנטי וכו אולם, נכון להיום, דוחות אודות הפרוטוקולים עבור הפקדת פרומגנטי חלקיקים הם נדירים מאוד.
. הנה, נדגים בתצהיר של GdBa2Cu3O7−אלפא/La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 bilayer קוואזי סרטים על מצעים יחיד-קריסטל3 (STO) SrTiO על ידי RF sputtering מגנטרון השיטה. שני סוגים של חומרים היעד,2Cu3O7−GdBaאלפא ו- La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 המטרה משמשים בתהליך. SrTiO3 (STO) יחיד-קריסטל סובסטרטים היו מצופיםאלפאGdBa Cu3O7−2סרטים ו- GdBa2Cu3O7−אלפא/La0.67Sr 0.33 המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 סרטים bilayer החריגה.
ב פרוטוקול זה, GdBa2−7Cu3Oאלפא/La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית bilayer קוואזי3 סרטים מופקדים עם מגנטרון RF התזה על מצעים STO (001). הקוטר היעד הוא 60 מ"מ, המרחק בין המטרה לבין סובסטרטים הוא כ- 10 ס מ. מחממים הן נורות בעמדה 1 ס מ מעל סובסטרטים. טמפרטורה מקסימלית היא 850 מעלות במערכת זו,. ישנם 5 סובסטרטים במערכת זו. מגנטרון RF sputtering GdBa2−7Cu3Oאלפא/La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית bilayer קוואזי3 סרטים מורכבת משני שלבים, אשר הכנת מצעים, את המגנטרון RF תהליך המלהגים. תמונה של מערכת המלהגים מוצג באיור S1.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sputter Deposition System</td>
			<td>Shenyang scientific instruments Limited by Share Ltd</td>
			<td>Bespoke</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SrTiO3 Single Crystal Substrate</td>
			<td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td>
			<td>Single-sided epi-polished</td>
			<td>(001) orientation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>La0.67Sr0.33MnO3 sputtering target</td>
			<td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td>
			<td>Bespoke</td>
			<td>60 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GdBa2Cu3O7&#8722;&#948; sputtering target</td>
			<td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td>
			<td>Bespoke</td>
			<td>60 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atomic Force Microscope</td>
			<td>Br&#252;ker</td>
			<td>Dimension Icon</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray Diffractometer</td>
			<td>Br&#252;ker</td>
			<td>D8 Discover</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Physical Property Measurement System</td>
			<td>Quantum Design</td>
			<td>PPMS 9</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

radio frequency magnetron sputtering of gdba2cu3o7&#8722;&#948;/ la0.67sr0.33mno3 quasi-bilayer films on srtio3 (sto) single-crystal substrates

. הנה, נדגים שיטה של ציפוי פרומגנטי La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית חלקיקים3 (LSMO) על מצעים יחיד-קריסטל3 (STO) SrTiO (001) על ידי התזה המגנטרון בתדר רדיו (RF). LSMO חלקיקים הופקדו עם קטרים מ- 10 עד 20 ננומטר, גבהים בין 20 ל-50 ננומטר. במקביל, ללא מידע ספציפי (Gd) Ba2Cu3O7−אלפא ((Gd) בוסקו) סרטים זוייפו. על שניהם ומעוצבים LSMO nanoparticle סובסטרטים STO באמצעות מגנטרון RF התזה. דו ח זה גם מתאר את המאפיינים של GdBa2−7Cu3Oאלפא/ La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 bilayer קוואזי סרטים מבנים (למשל, גבישי שלב, מורפולוגיה הרכב כימי); מגנוט, מגנטו-תחבורה ומאפיינים תחבורה מוליך-העל הוערכו גם.

העובי של סרטים (Gd) בוסקו על שניהם חשוף, LSMO מעוצבים STO המצע היה 500nm, אשר נמדדה על ידי profilometer פני השטח. עובי הסרט היה בשליטת בזמן sputtering. איור 1a b מציג תמונת AFM של ננו-חלקיק LSMO (התזה זמן של 10 s) ב- 1.0 ס"מ 1.0 ס"מ יחיד-קריסטל STO סובסטרטים להוכיח חלקיקים LSMO גדל על מ?...

Watch this Scientific Journal Video about Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7Ã¢Ë†'ÃŽÂ´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates at JoVE.com

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

תדר רדיו מגנטרון התזה של GdBa2Cu3O7−אלפא/ La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 bilayer קוואזי סרטים על מצעים יחיד-קריסטל3 (STO) SrTiO

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגדול LSMO חלקיקים, (Gd) בוסקו סרטים על SrTiO (001)3 (STO) מצעים יחיד-קריסטל על ידי גלי רדיו (RF)-התזה.

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

שיטה זו יכולה ליצור את חלקיקי LSMO באופן אחיד על מצע STO עם גביש יחיד. כמו כן, ניתן להשיג את הסרט GBCO באמצעות אותה שיטה באותו תא ואקום. היתרון העיקרי של טכנולוגיה זו הוא כי חלקיקים LSMO עם גודל אחיד סרט GBCO מוליכים-על באיכות גבוהה ניתן להפקיד באותו תא ואקום.שיטה זו יכולה לספק תובנה על אזור תצהיר הסרט, אזור גידול חלקיקים, וכולי. זה יכול להיות מיושם גם על תצהיר סרט מתכת, תצהיר ננו-חלקיקי מתכת, וכולי. שיטה זו תאפשר לחוקרים להכיר ציוד ואקום וללמוד עוד על טכנולוגיית צמיחת סרטים.ראשית, תחמוצת סטרונציום טיטניום נקייה ברצף מצעים חד-גבישיים ב- isopropanol ומים deionized במשך 10 דקות כל אחד בטמפרטורת החדר באמבט קולי. לאחר מכן, לייבש את המצעים עם חנקן. זה מקדם כיסוי אחיד של המצע ודבקות קולנוע טובה.הר את מצעי STO בעלי 001 אוריינטציה במחזיקי מצעים עם דבק מוליך אבקת כסף. טען את המחזיקים לתוך תא ואקום. הר יעד LSMO באקדח הזרקת מגנטרון, ולאחר מכן להרכיב מחדש את האקדח.בדוק את ההתנגדות עם אומטר כדי למנוע קצר בין מגנטרון והמגן שמסביב. לאחר מכן, לסגור את תא ואקום, ולשאוב למטה. לאחר הוואקום נמוך יותר מפעם אחת 10 כדי מינוס ארבעה פסקלים, לחמם את המצע ל 850 מעלות צלזיוס באמצעות קצב חימום של 15 מעלות צלזיוס לדקה.הגדר את מרחק מצע היעד לשמונה ס"מ. לאחר מכן, הגדר את בקר זרימת המסה ל-10 ס"מ מעוקבים סטנדרטיים לדקה של חמצן וחמישה סנטימטרים מעוקבים סטנדרטיים לדקה של ארגון כאשר הגז העובד זורם. לפני התצהיר, טרום sputter היעד LSMO במשך 20 דקות ב 30 וואט.כדי להשיג לחץ תא של 25 פסקלים, להתאים את שסתום סד המשאבה המולקולרית. אם הערך המידי גדול מ- 25 פסקלים, סובב אותו נגד כיוון השעון. אם הוא הופך להיות קטן מ- 25 פסקלים, סובב אותו בכיוון השעון.לאחר מכן, בדוק כי טמפרטורת המצע נשאר ב 850 מעלות צלזיוס והוא יציב. הגדל את העוצמה של מגנטרון מ 30 ל 80 וואט. לאחר שהפלזמה מתייצבת, פותחים את התריס ומפקידים LSMO על המצע המחומם.לאחר השלמת התצהיר, סגור את התריס וכבה את החשמל למגנטרון. לאחר מכן, לסגור את שסתום הגז, ולכבות את כוח התנור. לאחר קירור הדגימות לטמפרטורת החדר, לפרוק את התא עם חנקן יבש.לאחר מכן, פתח את התא, והסר את הדגימות. הר את יעד חמצן נחושת בריום gadolinium באקדח הזרקת מגנטרון, ולאחר מכן להרכיב מחדש את האקדח. הפקד את סרטי חמצן נחושת בריום gadolinium כפי שתואר קודם לכן, באמצעות תנאים דומים למעט זמן sputtering, אשר צריך להיות 30 דקות.לאחר מכן, להקטין את טמפרטורת המדגם ל 500 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, לפתוח את שסתום הגז לחמצן לתת לחץ תא של 75, 000 פסקלים, ולהחזיק את הדגימות בטמפרטורה זו במשך שעה אחת. לאחר קירור הדגימות לטמפרטורת החדר, לפרוק את התא עם חנקן יבש.לאחר מכן, פתח את התא, והסר את הדגימות. תמונת AFM של חלקיק LSMO על מצעי STO מראה צמיחה אחידה. דפוסי XRD של סרטי חמצן נחושת בריום gadolinium מפוברק על מצעים לא מעוצבים LSMO מעוטרים ננו-חלקיקים STO מוצגים כאן.טמפרטורת המעבר מוליך העל היה קרוב 90.5 קלווין עבור סרט חמצן נחושת בריום gadolinium ו 90.3 קלווין עבור סרטי LSMO, אשר מציין כי חלקיקים לא לפגוע במאפיין מוליך העל עבור הסרטים. לשם השוואה, אזור לולאת המגנטיזציה של היסטרסיס גדול בהרבה, מאפס לשישה טסלה, ב-30, 50 ו-77 קלווין לסרטים מפוברקים על מצעים מעוטרים ב-LSMO. סרט חמצן נחושת בריום gadolinium מופקד על מצע מעוטר LSMO בעל צפיפות זרם קריטית גבוהה יותר מ 1.3 לשש טסלה ב 30 קלווין ומאפס עד שש טסלה ב 77 קלווין.ב 30 קלווין, המדגם המעוטר יש צפיפות כוח הצמדה גדולה יותר מעל 1.3 טסלה. ב 77 קלווין, הצפיפות עברה לערך H גבוה יותר עבור המדגם המעוטר. התלות הזוויתית של צפיפות הזרם הקריטית ב-3 טסלה ו-77 קלווין לסרט המעוטר ב-LSMO מראה עלייה לאורך ציר ה-c, מה שמרמז על כך שהוא יעיל יותר בכיוון שדה מגנטי במקביל לכיוון ציר C.שיטה זו כרוכה בשלבים ופרטים רבים, ולכן הדגמה חזותית היא קריטית להבנה ולשליטה בשיטה זו. לאחר התפתחותה, שיטה זו מאפשרת להפקיד סרטי תחמוצת וננו-חלקיקים, כמו גם סרטי מתכת וננו-חלקיקים. לאחר התפתחותה, שיטה זו מאפשרת להפקיד סרטי תחמוצת וננו-חלקיקים, כמו גם סרטי מתכת וננו-חלקיקים.

Research

JoVE Journal

Engineering

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Micropunching ליתוגרפיה לייצור מיקרו submicron דפוסי פולימר על מצעים

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

אפיון של פני שטח על ידי שינויי Interferometry אור הלבן: יישומים ביון יורקת, אבלציה ליזר, וניסויי Tribology

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

מערך צפיפות ultrahigh של nanowires אורגני קטן מולקולרי בציר אנכי על מצעים שרירותיים

In  recent years &pi;-conjugated  organic semiconductors have emerged as the active material in a number of  diverse applications including large-area, ...

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

השפעת הכיפוף על המאפיינים החשמליים של יחיד אורגני גמיש קריסטל מבוססות טרנזיסטורים שדה ותוצאה

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

צמיחה ו Electrostatic/כימי מאפיינים של מתכת/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide ...

Generation and Coherent Control of Pulsed Quantum Frequency Combs

דור ושליטה קוהרנטי של הקוונטים פעמו תדירות מסרקים

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

סרט שליטה ללמוד תרומות של גלים Droplet דיינמיקס ההשפעה על סרטים נוזלי זורם דק

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

מולקולרית בסיוע מולקולרי הקרן הצמיחה הגידול של Mg3n2 ו Zn3n2 סרטים דקים

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

נוהל העברת סרטים פולימריים אל מצעים נקבובי עם פגמים ממוזערים

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...

Calibration of Vector Network Analyzer for Measurements in Radio Frequency Propagation Channels

כיול של מנתח רשת וקטור עבור מדידות בתדר רדיו ערוצי הפצת

In situ measurements of radio frequency (RF) spectrum activity provide insight into the physics of radio frequency wave propagation and validate existing ...