Radio frecuencia de magnetrón Sputtering de GdBa₂Cu₃O_7−δ/ La_0.67Films Sr_0.33MnO₃ cuasi-bicapa sobre sustratos de monocristal SrTiO₃ (STO)

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.