电子束快退火法制备MgB2薄膜及性质研究  

STUDY OF MgB_2 THIN FILM PREPARED BY RAPID ELECTRON BEAM ANNEALING

作　　者：戴倩[1] 孔祥东[2] 冯庆荣[1] 韩立[2] 张怀[1] 杨倩倩[1] 聂瑞娟[1] 王福仁[1] 

机构地区：[1]北京大学物理学院,人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京大学应用超导研究中心,北京100871 [2]中国科学院电工研究所,北京100190

出　　处：《低温物理学报》2013年第1期1-6,共6页Low Temperature Physical Letters

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10874005,11174010,51177160);北京市自然科学基金(批准号:2102023);国家重点基础研究发展计划(批准号:2006CD601004,2011CB605904)资助的课题~~

摘　　要：利用电子束快退火法制备了MgB2超导薄膜.该方法利用高能电子束,在中真空条件下照射Mg-B多层前驱膜,照射时间维持在1s以下.在电子束的作用下,前驱膜中的Mg和B迅速反应,形成MgB2相.整个退火过程没有Mg蒸气与氩气保护,极短的退火时间有效地限制了前驱膜中Mg的流失和Mg与其它物质的反应.与传统制备工艺相比,该方法避免了混合物理化学气相沉积法中乙硼烷的使用;省去异位退火法中提供高Mg蒸气压的限制,避免在有Mg块存在情况下退火后样品表面存在Mg污染的问题.利用该方法在SiC(001)衬底上生长了100nm厚的MgB2薄膜,其超导转变温度Tc～35K,均方根粗糙度为3.6nm,临界电流密度Jc(5K,0T)=3.8×106 A/cm2.该方法对MgB2薄膜的大规模工业生产提供了一个新思路.MgB2 thin films have been prepared by rapid electron beam annealing method. This method uses elec- tron beam scanning Mg-B precursor films. During the scanning, the precursors reach the sintering temperature and MgPe thin films are formed. The annealing time is limited less than 1 second. The very short annealing time reduces the Mg loss as well as the reaction of Mg and residual O2 in chamber. This method prepares Mg~ film with Tc 35K, r. m. s. roughness of 3.6nm, critical current density Jc （5 K, 0 T） = 3. 8 X 106 A/cmz. Comparing with the former method, electron beam annealing avoids toxic diborane gas in HPCVI） and high Mg vapor in traditional ex si- tu annealing method. The rapid electron beam annealing method provides a potential way to the manufacturing pro- duction of MgB2 thin films.

关 键 词：电子束退火 MGB2 超导薄膜 

分 类 号：O484.1[理学—固体物理]