Name: Radio frecuencia de magnetrón Sputtering de GdBa2Cu3O7−δ/ La0.67Films Sr0.33MnO3 cuasi-bicapa sobre sustratos de monocristal SrTiO3 (STO) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Aprende a depositar nanopartículas LSMO y películas superconductoras GBCO mediante sputtering RF en sustratos SrTiO₃ monocristalinos. Este método permite crecimiento uniforme en la misma cámara de vacío para aplicaciones en ciencia de materiales.

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Este trabajo fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (no. 51502168; No.11504227) y la Fundación de Ciencias naturales Municipal de Shanghai (No.16ZR1413600). Los autores agradecen con gratitud el laboratorio analítico Instrumental centro análisis de Shanghai Jiao Tong University y Ma-tek para asistencia técnica competente.

1. sustrato y preparación del objetivo
Nota: Esta sección describe la preparación de la cámara de deposición catódica y los substratos monocristalinos SrTiO3 (STO).
<ol><li>Utilizar sustratos de 10 x 10 mm SrTiO3 (STO) solo-cristal durante el proceso de la farfulla del magnetrón de RF.</li>
	<li>Limpiar secuencialmente los sustratos en isopropanol y agua desionizada durante 10 min a temperatura ambiente en baño de ultrasonidos. Luego seca los sustratos con nitrógeno, que es para uniforme que cubre el sustrato y la adherencia de buena película.</li>
	<li>Monte los sustratos STO (001) en los soportes del sustrato con el adhesivo conductor de plata del polvo. Carga en la cámara de vacío.</li>
	<li>Monte el objetivo LSMO en la pistola de inyección de magnetrón y luego vuelva a montar el arma. Probar la resistencia con un ohmetro, para evitar un corto circuito entre el magnetrón y el escudo circundante. Cerrar que se cierra la cámara de vacío y la bomba abajo.</li>
	<li>Una vez que el vacío es menor que 1 x 10-4 Pa, calor de los sustratos a 850 ° C con una velocidad de calentamiento de 15 ° C/min conjunto la distancia objetivo-sustrato a 8 cm.</li>
	<li>Ajuste el regulador de flujo de masa a 10 sccm de O y 5 sccm de Ar como flujo de gas. Utilizar Ar / O mezcla de gas para mantener relación catiónica O (3) para La0.67Sr0.33MnO3 material durante el crecimiento.</li>
	<li>Antes de la deposición, Farfullar previamente el objetivo LSMO por 20 min a 30 W. alta potencia dará lugar a grietas en el destino y uso de baja potencia conducirá a más tiempo para una superficie limpia, así que elegimos a 20 min de 30 w.</li>
</ol>2. LSMO deposición de nanopartículas
Nota: Esta sección describe la deposición de las nanopartículas LSMO por RF magnetron sputtering.
<ol><li>Para obtener una presión de 25 Pa, ajuste la válvula de la tablilla de bomba molecular. Si el valor de la instantáneo se está convirtiendo en más de 25 Pa, gire en sentido antihorario; Si se está volviendo más pequeño que 25Pa, gírelo hacia la derecha. Continuar hasta que la presión a un valor estable.</li>
	<li>Comprobar que la temperatura del substrato permanece a 850 ° C y es estable.</li>
	<li>Aumentar la potencia de magnetrón de 30 a 80 w. Espere 10 minutos, hasta que el plasma se estabiliza.</li>
	<li>Abra el obturador y depósito LSMO en el substrato caliente. Nota: Utilizamos farfulla tiempos de 5, 10, 30 y 60 s para cuatro muestras.</li>
	<li>Cerrar el obturador. Apague la energía en el magnetrón. Cierre la válvula de gas y calentador apagará.</li>
	<li>Enfriar las muestras a temperatura ambiente. Inusualmente, esto toma al menos dos horas en este sistema. Ventilar la cámara con nitrógeno seco, abrirlo y extraer las muestras.</li>
</ol>3. GdBa2Cu3O deposición de película de7−δ 
<ol><li>Montar el GdBa2Cu3O7−δobjetivo de la pistola del magnetrón, y luego vuelva a montar el arma. Depositar cualquier películas (Gd) BCO, siguiendo pasos similares a los pasos 1.4-2.8. Uso de similares condiciones de deposición de películas (Gd) BCO en cuanto a las nanopartículas LSMO, excepto el tiempo farfulla que debe ser 30 minutos. Después de esto, el crecimiento será más, y paso siguiente es el recocido posterior.</li>
	<li>Disminuir la temperatura de la muestra a 500° C. A continuación, abra la válvula de gas para el oxígeno dar una presión en la cámara de 75.000 PA mantener las muestras a esta temperatura durante una hora. Nota: La temperatura de 500 ° C y una presión de cámara de 75.000 Pa son uniformemente lograr nanopartículas LSMO.</li>
	<li>Enfriar las muestras a temperatura ambiente. Ventilar la cámara con nitrógeno seco, abrirlo y extraer las muestras.</li>
</ol>

<ol><li>Gong, J., Zheng, D., Li, D., Jin, C., Bai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lattice+distortion+modified+anisotropic+magnetoresistance+in+epitaxial+La0.67Sr0.33MnO3+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alloys+and+Compounds%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Magnetoelectric+coupling+in+oxygen+deficient+La0.67Sr0.33MnO3-%CE%B4%2FBaTiO3+composite+film%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+B%3A+Condensed+Matter%22%5BJournal%5D)">Magnetoelectric coupling in oxygen deficient La0.67Sr0.33MnO3-δ/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/pubmed?term=((Facile+fabrication+of+micro-patterned+LSMO+films+with+unchanged+magnetic+properties+by+photosensitive+sol-gel+method+on+LaAlO3+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Ceramics+International%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Temperature+dependent+infrared+nano-imaging+of+La0.67Sr0.33MnO3+thin+film%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics-Condensed+Matter%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Magnetic+pinning+in+superconductor-ferromagnet+multilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Flux+pinning+of+stress-induced+magnetic+inhomogeneity+in+the+bilayers+of+YBa2Cu3O7%E2%88%92%CE%B4%2FLa0.67Sr0.33MnO3%E2%88%92%CE%B4%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Flux pinning of stress-induced magnetic inhomogeneity in the bilayers of YBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3−δ.</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/pubmed?term=((Robust+high-temperature+magnetic+pinning+induced+by+proximity+in+YBa2Cu3O7%E2%88%92%CE%B4%2FLa0.67Sr0.33MnO3+hybrids%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Robust high-temperature magnetic pinning induced by proximity in YBa2Cu3O7−δ/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/pubmed?term=((Magnetic+properties+of+%28CoFe2O4%29x%3A%28CeO2%291%E2%88%92x+vertically+aligned+nanocomposites+and+their+pinning+properties+in+YBa2Cu3O7%E2%88%92%CE%B4+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetic properties of (CoFe2O4)x:(CeO2)1−x vertically aligned nanocomposites and their pinning properties in YBa2Cu3O7−δ 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/pubmed?term=((Nanoengineered+Magnetic-Field-Induced+Superconductivity%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Inhomogeneous+vortex-state-driven+enhancement+of+superconductivity+in+nanoengineered+ferromagnet-superconductor+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Fabrication+of+Spatially+Confined+Complex+Oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Improvement+of+flux+pinning+in+GdBa2Cu3O7-delta+thin+film+by+nanoscale+ferromagnetic+La0.67Sr0.33MnO3+pretreatment+of+substrate+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Ceramics+International%22%5BJournal%5D)">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>Martín, J. I., Vélez, M., Nogués, J., Schuller, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flux+Pinning+in+a+Superconductor+by+an+Array+of+Submicrometer+Magnetic+Dots%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Asymmetric+Flux+Pinning+in+a+Regular+Array+of+Magnetic+Dipoles%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Anisotropic+c-axis+pinning+in+interfacial+self-assembled+nanostructured+trifluoracetate-YBa2Cu3O7%E2%88%92x+films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Anisotropic c-axis pinning in interfacial self-assembled nanostructured trifluoracetate-YBa2Cu3O7−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/pubmed?term=((Enhanced+critical+current+density+in+GdBa2Cu3O7-%CE%B4+thin+films+with+substrate+surface+decoration+using+Gd2O3+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Enhanced critical current density in GdBa2Cu3O7-δ thin films with substrate surface decoration using Gd2O3 nanoparticles.</a> Thin Solid Films. 526 (0), 241-245 (2012).</li>
<li>Jha, A. K., Khare, N., Pinto, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interface+engineering+using+ferromagnetic+nanoparticles+for+enhancing+pinning+in+YBa2Cu3O7-delta+thin+film%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Ageing+effects+on+electrical+resistivity+of+Nb-doped+TiO2+thin+films+deposited+at+a+high+rate+by+reactive+DC+magnetron+sputtering%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Preparation+of+single-phase+Ti2AlN+coating+by+magnetron+sputtering+with+cost-efficient+hot-pressed+Ti-Al-N+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Ceramics+International%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Synthesis+and+characteristics+of+Ca-doped+ZnO+thin+films+by+rf+magnetron+sputtering+at+low+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Magnetron+sputtered+NbN+thin+film+electrodes+for+supercapacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Influence+of+thickness+and+microstructure+on+thermoelectric+properties+of+Mg-doped+CuCrO2+delafossite+thin+films+deposited+by+RF-magnetron+sputtering%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Microstructure+near+infrared+reflectance%2C+and+surface+temperature+of+Ti-O+coated+polyethylene+terephthalate+fabrics+prepared+by+roll-to-roll+high+power+impulse+magnetron+sputtering+system%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Texture+and+morphology+developments+of+Yttria-stabilized+zirconia+%28YSZ%29+buffer+layer+for+coated+conductors+by+RF+sputtering%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+%26+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Texture and morphology developments of Yttria-stabilized zirconia (YSZ) buffer layer for coated conductors by RF sputtering.</a> Surface & Coatings Technology. 232, 497-503 (2013).</li>
<li>Petrisor, T. Jr, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+pinning+effects+of+epitaxial+LaxSr1-xMnO3+nanostructured+thin+films+on+YBa2Cu3O7-delta+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetic pinning effects of epitaxial LaxSr1-xMnO3 nanostructured thin films on YBa2Cu3O7-delta layers.</a> Journal of Applied Physics. 112 (5), (2012).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Aquí hemos demostrado que este método puede usarse para preparar nanopartículas ferromagnéticas LSMO de distribución uniforme en el SrTiO3 sustratos de monocristal (STO). Las películas (Gd) BCO también pueden depositarse en ambos desnudos y LSMO decoradas sustrato STO. Con un ajuste apropiado de parámetros depositados, tales como las temperaturas de crecimiento y distancia de destino-sustrato, este método debería ser útil para depositadas diferentes tipos de () YSZ magnéticos y no magnéticos partículas o capas...

La Manganita dopada de agujero La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) tienen propiedades únicas, tales como banda ancha boquetes, medio metálico ferromagnetismo y enredado Estados electrónicos, que ofrecen oportunidades extraordinarias para el potencial spintrónicos aplicaciones1,2,3,4. Actualmente, muchos investigadores están tratando de tomar ventaja de las propiedades únicas de LSMO habitar el movimiento de vórtice para las películas de (HTS) superconductores de alta temperatura, tales como (RE) Ba2Cu3O7−δ films (REBCO, RE = elemento de tierra rara –)5,6,7,8,9,10,11,12. Nanoescala decoración de las superficies de sustrato con nanopartículas ferromagnéticas proporcionará sitios bien definidos para la inducción magnéticos fijar centros de densidad previsto13,14. Sin embargo, la capacidad para controlar la densidad y la geometría de las nanopartículas en las superficies muy texturadas, como sustratos de monocristal y sustratos metálicos altamente texturizados es muy difícil. Comúnmente, nanopartículas se sintetizan y cubierta en superficies con métodos de descomposición orgánica metal15y pulsada láser deposición métodos16,17. Aunque métodos de deposición de pulso láser pueden proporcionar nanopartículas recubiertas en los varios substratos, es difícil realizar la deposición de nanopartículas homogénea de gran área. En cuanto a métodos de descomposición orgánica metálicos, son adecuados para la deposición de gran superficie de nanopartículas. Sin embargo, las nanopartículas son a menudo no uniforme y fácilmente dañados por pequeñas tensiones físicas.
Entre estas técnicas, RF magnetron sputtering tiene muchas ventajas. Farfulla tiene una tasa de deposición alta, bajo costo y la falta de emisión de gas tóxico. Además, es fácil de ampliar a gran escala zona sustratos18,19. Este método proporciona formación solo paso de La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanopartículas y las nanopartículas son fáciles de ser depositados en los substratos del solo-cristal. RF magnetron sputtering puede crear nanopartículas área uniformemente en una amplia gama de substratos, independientemente de la textura de la superficie y rugosidad de la superficie20. Se logra el control de la partícula por ajuste tiempo farfulla. Se logra homogeneidad por ajustar distancia de substrato objetivo. La desventaja de RF magnetron sputtering es su baja tasa de crecimiento de algunos óxidos21. En este enfoque, objetivo átomos (o moléculas) se escupió fuera el destino por iones de argón, y luego las nanopartículas se depositan sobre sustratos en la fase vapor del22. Formación de nanopartículas se produce en el sustrato en un solo paso23. Este método es teóricamente aplicable a cualquier material incluyendo película delgada superconductora, resistencia película, película de semiconductor, película delgada ferromagnética etc. sin embargo, hasta la fecha, informes sobre los protocolos para depositar ferromagnéticos las nanopartículas son muy escasas.
Aquí, demostramos la deposición de la GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 cuasi-bicapa películas sobre sustratos de monocristal SrTiO3 (STO) por RF sputtering magnetrón método. Se utilizan dos tipos de materiales de la blanco, GdBa2Cu3O7−δ y La0.67Sr0.33MnO3 objetivo en el proceso. Sustratos de monocristal SrTiO3 (STO) estuvieron cubiertos con películas de GdBa2Cu3O7−δy GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr 0.33 MnO3 películas de cuasi-bicapa.
En este protocolo, GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 cuasi-bicapa películas se depositan con magnetrón RF sputtering sobre sustratos STO (001). El diámetro del objetivo es de 60 mm y la distancia entre el objetivo y sustratos es de unos 10 cm. Los calentadores son bulbos situados 1 cm por encima de los sustratos. La temperatura máxima es de 850° C en este sistema. Hay 5 diferentes sustratos en este sistema. GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 cuasi-bicapa películas de la farfulla del magnetrón de RF consta de dos pasos, que son la preparación de sustratos y el magnetrón de RF proceso de la farfulla. Una imagen del sistema pulverización catódica se muestra en la figura S1.

<table><tbody><tr><td>Sistema de deposición por pulverización catódica</td><td>Shenyang Instrumentos científicos Limited by Share Ltd</td><td></td> Sustrato monocristalino SrTiO3 a medida <td></td></tr><tr><td></td><td>Hefei Ke tecnología de material de cristal Co., Ltd</td><td>Orientación epi-pulida</td> (<td>001)</td>de una cara</tr><tr><td>La0.67Sr0.33MnO3 objeto de pulverización catódica</td><td>Material de cristal Hefei Ke tecnología Co., Ltd</td><td>A medida</td><td>de 60 mm de diámetro</td></tr><tr><td>GdBa2Cu3O7&minus; &delta; objetivo de pulverización catódica</td><td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscopio de fuerza atómica</td> a medida de 60 mm <td>de diámetro Br&uuml; Dimension</td><td>Icon</td><td></td></tr><tr><td>Difractómetro de rayos X</td><td>Br&uuml; ker</td><td>D8 Discover</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de Medición de Propiedades Físicas</td><td>Quantum Design</td><td>PPMS 9</td><td></td></tr></tbody></table>

radio frecuencia de magnetrón sputtering de gdba2cu3o7−δ/ la0.67films sr0.33mno3 cuasi-bicapa sobre sustratos de monocristal srtio3 (sto)

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

Aquí, demostramos un método de revestimiento ferromagnético La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanopartículas en los sustratos de monocristal de3 (STO) de SrTiO (001) por radio frecuencia (RF) magnetrón sputtering. Nanopartículas LSMO fueron depositadas con diámetros de 10 a 20 nm y alturas entre 20 y 50 nm. Al mismo tiempo, (Gd) Ba2Cu3O7−δ ((Gd) BCO) películas fueron fabricadas en dos sin decorar y nanopartículas LSMO decoración sustratos STO usando la farfulla del magnetrón RF. Este informe también describe las propiedades de la GdBa2Cu3O7−δ/ películas de cuasi-bicapa La0.67Sr0.33MnO3 estructuras (p. ej., fase cristalina, morfología composición química); magnetización, magneto-transporte y propiedades superconductoras de transporte también fueron evaluadas.

El espesor de las películas (Gd) BCO en ambos desnudos y LSMO decorado STO sustrato fue 500nm, que fue medido por un Perfilómetro de superficie. El espesor de la película fue controlado por pulverización tiempo. Figura 1a b muestra la imagen AFM de LSMO nanopartículas (farfulla de tiempo de 10 s) sobre sustratos STO solo-cristal de 1,0 x 1,0 cm para probar que las nanopartículas LSMO cultivadas en substratos STO uniformemente. La superficie y...

Aquí, presentamos un protocolo para producir nanopartículas LSMO y (Gd) BCO películas SrTiO (001)3 (STO) monocristal sustratos por radio frecuencia (RF)-sputtering.

Radio frecuencia de magnetrón Sputtering de GdBa2Cu3O7−δ/ La0.67Films Sr0.33MnO3 cuasi-bicapa sobre sustratos de monocristal SrTiO3 (STO)

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

Este método puede crear las nanopartículas LSMO uniformemente en un sustrato de un solo cristal STO. Además, la película GBCO se puede obtener mediante el mismo método en la misma cámara de vacío. La principal ventaja de esta tecnología es que las nanopartículas LSMO con un tamaño uniforme y una película GBCO superconductora de alta calidad se pueden depositar en la misma cámara de vacío.Este método puede proporcionar información sobre el área de deposición de película, el área de crecimiento de nanopartículas, etc. También se puede aplicar a la deposición de película de metal, deposición de nanopartículas de metal, etc. Este método permitirá a los investigadores familiarizarse con los equipos de vacío y aprender más sobre la tecnología de crecimiento de película.En primer lugar, limpie secuencialmente los sustratos de un solo cristal de óxido de estroncio en isopropanol y agua desionizada durante 10 minutos cada uno a temperatura ambiente en un baño ultrasónico. A continuación, seque los sustratos con nitrógeno. Esto promueve una cubierta uniforme del sustrato y una buena adherencia a la película.Monte los sustratos STO orientados a 001 en soportes de sustrato con pegamento conductor de polvo de plata. Cargue los soportes en una cámara de vacío. Montar un objetivo LSMO en una pistola de inyección de magnetrón, y luego volver a montar el arma.Pruebe la resistencia con un ohmímetro para evitar un cortocircuito entre el magnetrón y el escudo circundante. A continuación, cierre la cámara de vacío y bombee hacia abajo. Una vez que el vacío es inferior a uno por 10 a menos cuatro pascales, calentar el sustrato a 850 grados Celsius utilizando una tasa de calentamiento de 15 grados Celsius por minuto.Establezca la distancia del sustrato objetivo en ocho centímetros. A continuación, establezca el controlador de flujo de masa en 10 centímetros cúbicos estándar por minuto de oxígeno y cinco centímetros cúbicos estándar por minuto de argón como flujo de gas de trabajo. Antes de la deposición, pre-sputter el objetivo LSMO durante 20 minutos a 30 vatios.Para obtener una presión de cámara de 25 pascales, ajuste la válvula de férula de bomba molecular. Si el valor instantáneo es mayor que 25 pascales, gírelo en sentido contrario a las agujas del reloj. Si se vuelve más pequeño que 25 pascales, gírelo en el sentido de las agujas del reloj.Después de esto, compruebe que la temperatura del sustrato se mantiene en 850 grados Celsius y es estable. Aumente la potencia del magnetrón de 30 a 80 vatios. Después de estabilizar el plasma, abra el obturador y deposite LSMO en el sustrato calentado.Una vez completada la deposición, cierre el obturador y apague el magnetrón. A continuación, cierre la válvula de gas y apague la alimentación del calentador. Después de enfriar las muestras a temperatura ambiente, ventile la cámara con nitrógeno seco.A continuación, abra la cámara y retire las muestras. Monte el objetivo de oxígeno de cobre de bario de gadolinio en la pistola de inyección de magnetrón y, a continuación, vuelva a montar el cañón. Depositar las películas de oxígeno de cobre de bario de gadolinio como se describió anteriormente, utilizando condiciones similares excepto por el tiempo de pulverización, que debe ser de 30 minutos.A continuación, disminuya la temperatura de la muestra a 500 grados centígrados. Luego, abra la válvula de gas para obtener oxígeno para dar una presión de cámara de 75.000 pascales, y sostenga las muestras a esta temperatura durante una hora. Después de enfriar las muestras a temperatura ambiente, ventile la cámara con nitrógeno seco.A continuación, abra la cámara y retire las muestras. La imagen AFM de una nanopartícula LSMO en sustratos STO muestra un crecimiento uniforme. Los patrones XRD de películas de oxígeno de cobre de bario de gadolinio fabricados en sustratos STO sin decoración de nanopartículas y LSMO se muestran aquí.La temperatura de transición superconductora fue cercana a 90,5 kelvin para la película de oxígeno de cobre de bario de gadolinio y 90,3 kelvin para las películas LSMO, lo que indica que las nanopartículas no dañan la propiedad superconductora de las películas. En comparación, el área del bucle de histéresis de magnetización es mucho más grande, de cero a seis tesla, a 30, 50 y 77 kelvin para películas fabricadas sobre sustratos decorados con LSMO. La película de oxígeno de cobre de bario de gadolinio depositado en un sustrato decorado con LSMO posee una mayor densidad de corriente crítica de 1,3 a seis tesla a 30 kelvin y de cero a seis tesla a 77 kelvin.A 30 kelvin, la muestra decorada tiene una densidad de fuerza de fijación más grande por encima de 1.3 tesla. A 77 kelvin, la densidad se movió a un valor H más alto para la muestra decorada. La dependencia angular de la densidad de corriente crítica en 3 tesla y 77 kelvin para la película decorada con LSMO muestra un aumento a lo largo del eje C, lo que sugiere que es más eficaz en una orientación de campo magnético paralela a la dirección del eje C.Este método implica muchos pasos y detalles, por lo que la demostración visual es fundamental para comprender y dominar este método. Después de su desarrollo, este método permite depositar películas de óxido y nanopartículas, así como películas metálicas y nanopartículas. Después de su desarrollo, este método permite depositar películas de óxido y nanopartículas, así como películas metálicas y nanopartículas.

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