不同厚度的MgB_2超薄膜的制备和性质研究  

PROPERTIES OF MGB2 ULTRA-THIN FILMS GROWN BY HYBRID PHYSICAL-CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

作　　者：孙玄[1] 黄煦[1] 王亚洲[1] 冯庆荣[1] 

机构地区：[1]北京大学物理学院及人工微结构与介观物理国家重点实验室,北京100871

出　　处：《低温物理学报》2010年第2期81-86,共6页Low Temperature Physical Letters

基　　金：国家自然科学基金(批准号:50572001);"973计划"(批准号:2006CD601004);国家大学生创新性实验计划(批准号:J0630311)资助的课题~~

摘　　要：本文报导了利用混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapor deposition,HPCVD)在SiC(0001)衬底上制备干净的MgB2超薄膜.在背景气体压强、载气H2流量等条件一定的情况下,改变B2H6流量及沉积时间,制备不同厚度的MgB2超薄膜样品,并研究了超导转变温度Tc、剩余电阻率ρ(42K)、上临界场Hc2等与膜厚的关系.这系列超薄膜生长沿c轴外延,随膜厚度的变小Tc(0)降低,ρ(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于10nm厚的膜,Tc(0)~32.4K,ρ(42K)~124.92μΩ·cm,其表面连接性良好,平均粗糙度为2.72nm,上临界磁场Hc2(0K)~12T,零场4K时的临界电流密度Jc^107A/cm2,为迄今为止所观测到的10nm厚MgB2超薄膜的最高Jc值,这也证明了10nm厚的MgB2膜在超导纳米器件上具有很强的应用潜力.We fabricated MgB2 ultra-thin films via hybrid physical-chemical vapor deposition （HPCVD） technique. Under the same background pressure,the same H2 flow rate,by changing B2H6 flow rate and deposition time,we made a series of ultra-thin films,thickness ranging from 5nm to 80nm. These films grew on SiC substrate,all c-axis epitaxial. The film formation obeys the Volmer-Weber mode. As the thickness increases,critical transition temperature Tc（0） also increases,the residual resistivity decreases. Especially,a very high Tc（0） 32.4K,low residual resistivity ρ42K124.92μΩ·cm,and extremely high critical current density Jc107A/cm2 （0T,4K）,upper critical field Hc2（0） for 10nm film was reported. Moreover,the smooth surface of the epitaxial films,with root-mean-square （RMS） roughness2.72nm,makes them well qualified for device applications.

关 键 词：MgB2超薄膜 混合物理化学沉积法(HPCVD) 10nm厚超薄膜 

分 类 号：O484.1[理学—固体物理]