Name: Radio fréquence Magnetron Sputtering GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 quasi bicouche Films sur substrats monocristallins de SrTiO3 (STO) (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Apprenez le dépôt par pulvérisation RF pour synthétiser des nanoparticules LSMO et des films GBCO supraconducteurs sur substrats SrTiO₃ monocristallins. Cette méthode permet une croissance uniforme dans une même chambre à vide.

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Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n ° 51502168 ; No.11504227) et la fondation de Municipal des sciences naturelles de Shanghai (No.16ZR1413600). Les auteurs remercient chaleureusement le laboratoire analytique Instrumental Analysis Center de Shanghai Jiao Tong University et Ma-tek pour une assistance technique compétente.

1. substrat et préparation de la cible
Remarque : Cette section décrit la préparation de la chambre de dépôt par pulvérisation cathodique et substrats monocristal SrTiO3 (STO).
<ol><li>Utiliser des substrats de 10 x 10 mm SrTiO3 (STO) monocristaux pendant le processus de pulvérisation cathodique magnétron RF.</li>
	<li>Successivement nettoyer les substrats dans l’alcool isopropylique et d’eau déionisée 10 min chacun, à la température de la pièce dans le bain à ultrasons. Puis séchez les substrats avec de l’azote, qui est destinée à couvrir uniforme le substrat et l’adhésion de bon film.</li>
	<li>Monter les substrats STO (001) dans les plaques de substrat argent poudre colle conductrice. Charger ces derniers dans la chambre à vide.</li>
	<li>Monter la cible de la LSMO dans le pistolet d’injection de magnétron et puis remontez le pistolet. Tester la résistance avec un ohmmètre, afin d’éviter un court-circuit entre le magnétron et le bouclier environnant. Fermer que la chambre à vide est fermée et la pompe.</li>
	<li>Une fois que le vide est inférieur à 1 x 10-4 Pa, faire chauffer les substrats à 850 ° C, en utilisant une vitesse de chauffage de 15 ° C/min. ensemble la distance de la cible-substrat à 8 cm.</li>
	<li>Affectez le contrôleur de débit massique 10 sccm de O et 5 sccm de Ar comme gaz de travail. Utiliser Ar / O mixtes gaz pour maintenir le ratio cationique de O (3) pour La0,67Sr0,33MnO3 matériel durant la croissance.</li>
	<li>Avant le dépôt, avant de bredouiller la cible de la LSMO pendant 20 min à 30 w haute puissance conduira à des fissures dans la cible et à l’aide de faible puissance conduira à plus de temps pour une surface propre, donc nous choisissons 20 min pour 30 w.</li>
</ol>2. dépôt de nanoparticules LSMO
Remarque : Cette section décrit la déposition des nanoparticules LSMO par pulvérisation magnétron-RF.
<ol><li>Pour obtenir une pression de 25 Pa, régler la vanne de l’attelle de pompe moléculaire. Si la valeur instantanée est de plus en plus de 25 Pa, tournez-le dans le sens antihoraire ; Si il devient plus petit que 25Pa, tournez-le vers la droite. Continuer jusqu'à ce que la pression a réglé à une valeur stable.</li>
	<li>Vérifier que la température du substrat reste à 850 ° C et est stable.</li>
	<li>Augmenter la puissance du magnétron de 30 à 80 w. attendre 10 min, jusqu'à ce que le plasma est stabilisé.</li>
	<li>Ouvrir l’obturateur et déposer la LSMO sur le substrat chauffé. NOTE : Nous avons utilisé fois PULVERISATION de 5, 10, 30 et 60 s pour quatre échantillons.</li>
	<li>Fermer l’obturateur. Couper l’alimentation pour le magnétron. Fermer la vanne gaz et coupez l’alimentation de l’appareil de chauffage.</li>
	<li>Laisser refroidir les échantillons à la température ambiante. Exceptionnellement, cela prend au moins deux heures dans ce système. Aérer la chambre avec de l’azote sec, ouvrez-le et supprimez les échantillons.</li>
</ol>3. GdBa2dépôts de films de Cu3O7−δ 
<ol><li>Monter la GdBa2Cu3O7−δcible dans le pistolet de magnétron, puis remontez le pistolet. Dépôt des films (Gd) BCO, utilisant des étapes semblables aux étapes 1,4-2,8. Utiliser des conditions de dépôts semblables pour les films (Gd) BCO en ce qui concerne les nanoparticules LSMO, sauf pour le temps de pulvérisation qui devrait être de 30 min. Après cela, la croissance sera plus, et prochaine étape est le recuit après.</li>
	<li>Diminuer la température de l’échantillon à 500° C. Ensuite, ouvrez le robinet de gaz de l’oxygène donner une pression de 75 000 pa. maintenir les échantillons à cette température pendant une heure. NOTE : La température de 500 ° C et une pression de 75 000 Pa sont pour atteindre uniformément LSMO nanoparticules.</li>
	<li>Laisser refroidir les échantillons à la température ambiante. Aérer la chambre avec de l’azote sec, ouvrez-le et supprimez les échantillons.</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>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Ici, nous avons démontré que cette méthode peut être utilisée pour préparer des nanoparticules ferromagnétiques LSMO d’une distribution uniforme sur SrTiO3 substrats monocristallins (STO). Les films (Gd) BCO peuvent également se déposer sur tous les deux nus et LSMO décoré substrat STO. Avec un ajustement approprié des paramètres déposés, tels que des températures de croissance et de la distance de la cible-substrat, cette méthode devrait être utile pour déposé différents genres de magnétiques et non magnétiqu...

La manganite dopé au trou La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO) ont des propriétés uniques tels que large bande les lacunes, moitié métalliques ferromagnétisme et emmêler les États électroniques, qui offrent des possibilités extraordinaires pour le potentiel spintronique demandes1,2,3,4. Actuellement, de nombreux chercheurs sont s’efforçant de tirer profit des propriétés uniques de la LSMO pour habiter le mouvement de vortex pour les films de (HTS) supraconducteurs haute température, tels que (RE) Ba2Cu3O7−δ films (REBCO, RE = éléments de terres rares)5,6,7,8,9,10,11,12. Nanoscale décoration des surfaces substrat avec des nanoparticules ferromagnétiques fournira des sites bien définis pour induire magnétiques épinglage centres de densité prévue13,14. Toutefois, la capacité de contrôler la densité et la géométrie des nanoparticules sur des surfaces très texturées, comme sur les substrats monocristallins et les substrats métalliques très texturés est très difficile. Le plus souvent, nanoparticules sont synthétisés et enduit sur les surfaces à l’aide de méthodes de décomposition organique métal15et pulsée laser dépôt méthodes16,17. Bien que les méthodes de dépôts impulsion laser peuvent fournir des nanoparticules enduits sur divers substrats, il est difficile de se rendre compte de dépôt de nanoparticules homogène de grande surface. En ce qui concerne les méthodes de décomposition organique métal, ils sont adéquats pour les dépôts de grande surface des nanoparticules. Toutefois, les nanoparticules sont souvent non uniforme et facilement endommagées par des petites contraintes physiques.
Parmi ces techniques, pulvérisation magnétron-RF présente de nombreux avantages. Pulvérisation cathodique a un taux de dépôt élevé, faible coût et l’absence d’émission de gaz toxiques. En outre, il est facile d’étendre à grande échelle zone substrats18,19. Cette méthode fournit la seule étape formation de La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO) nanoparticules et les nanoparticules sont faciles à être déposés sur des substrats monocristallins. RF magnetron sputtering peut créer des nanoparticules de grande surface uniformément sur un large éventail de substrats, indépendamment de la texture de la surface et rugosité de la surface20. Le contrôle de particules peut être obtenu par régler temps de pulvérisation. Homogénéité est possible de régler la distance cible-substrat. L’inconvénient de pulvérisation magnétron-RF est son taux de croissance inférieur pour certains oxydes21. Dans cette approche, cible atomes (ou molécules) sont ratés sur la cible par ions d’argon, et puis les nanoparticules sont déposés sur des substrats dans le vapor phase22. Formation de nanoparticules a lieu sur le substrat en une seule étape23. Cette méthode est théoriquement applicable à tous les matériaux y compris couches minces supraconductrices, resistante, semi-conductrice, minces ferromagnétiques etc. toutefois, à ce jour, les rapports sur les protocoles pour avoir déversé ferromagnétique les nanoparticules sont très rares.
Ici, nous démontrons le dépôt de GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi bicouche films sur des substrats de monocristaux SrTiO3 (STO) par pulvérisation de magnétron RF méthode. Deux types de matériaux de cible, GdBa2Cu3O7−δ et La0,67Sr0,33MnO3 target sont utilisés dans le processus. Substrats monocristallins de SrTiO3 (STO) ont été recouvertes de GdBa2Cu3O7−δfilms et GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr 0,33 MnO3 films de quasi bicouche.
Dans ce protocole, GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi bicouche films sont déposés avec magnétron RF sputtering sur des substrats STO (001). Le diamètre de la cible est de 60 mm et la distance entre la cible et les substrats est d’environ 10 cm. Les appareils de chauffage sont des ampoules placés à 1 cm au-dessus de substrats. La température maximale est de 850° C dans ce système,. Il y a 5 différents substrats dans ce système. Magnétron RF sputtering GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi bicouche films se compose de deux étapes, qui sont la préparation des substrats et le magnétron RF processus de pulvérisation. Une image du système de pulvérisation est montrée dans la Figure S1.

<table><tbody><tr><td>Système de dépôt par pulvérisation cathodique</td><td>Shenyang instruments scientifiques Limited by Share Ltd</td><td>Bespoke</td><td></td></tr><tr><td>SrTiO3 Substrat monocristallin</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 cible de pulvérisation</td><td>Hefei Ke matériau cristallin Hefei Ke technologie Co., Ltd</td><td>Bespoke</td><td>60 mm de diamètre</td></tr><tr><td>GdBa2Cu3O7&minus ; &delta ; cible de pulvérisation cathodique</td><td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td> Microscope à force atomique <td>sur mesure</td><td>de 60 mm de diamètre</td></tr><tr><td></td><td>Br&uuml ; ker</td><td>Dimension Icon</td><td></td></tr><tr><td>Diffractomètre à rayons X</td><td>Br&uuml ; ker</td><td>D8 Découvrir</td><td></td></tr><tr><td>le système de mesure des propriétés physiques</td><td>Conception quantique</td><td>PPMS 9</td><td></td></tr></tbody></table>

radio fréquence magnetron sputtering gdba2cu3o7−δ/ la0,67sr0,33mno3 quasi bicouche films sur substrats monocristallins de srtio3 (sto)

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

Ici, nous démontrons une méthode de revêtement ferromagnétique La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO) nanoparticules sur substrats de monocristaux de (001) SrTiO3 (STO) par pulvérisation de magnétron de radiofréquence (RF). LSMO nanoparticules ont été déposés avec des diamètres de 10 à 20 nm à des hauteurs comprises entre 20 et 50 nm. Dans le même temps, (Gd) Ba2Cu3O7−δ ((Gd) BCO) films ont été fabriqués à la fois non décorés et LSMO nanoparticules décorées des substrats STO à l’aide de pulvérisation cathodique magnétron de RF. Ce rapport décrit également les propriétés de GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 films bicouche quasi structures (par exemple, phase cristalline, morphologie composition chimique) ; aimantation, magnéto-transport et propriétés supraconductrices de transport ont été également évaluées.

L’épaisseur des films (Gd) BCO sur tous les deux nus et LSMO décoré STO substrat était 500nm, qui a été mesurée par un profilomètre de surface. L’épaisseur du film était contrôlée par pulvérisation de temps. Figure 1 a b montre l’image AFM de LSMO nanoparticule (pulvérisation de temps de 10 s) sur des substrats de STO de monocristaux de 1,0 x 1,0 cm de prouver que les nanoparticules LSMO cultivées sur des substrats STO uniformément. La surfac...

Ici, nous présentons un protocole pour faire croître la LSMO nanoparticules et (Gd) BCO films (001) SrTiO3 (STO) substrats monocristallins par radio fréquence (RF)-bredouillement.

Radio fréquence Magnetron Sputtering GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 quasi bicouche Films sur substrats monocristallins de SrTiO3 (STO)

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

Cette méthode peut créer uniformément les nanoparticules LSMO sur un substrat à cristal unique STO. En outre, le film GBCO peut être obtenu par la même méthode dans la même chambre à vide. Le principal avantage de cette technologie est que les nanoparticules LSMO de taille uniforme et le film GBCO supraconducteur de haute qualité peuvent être déposés dans la même chambre à vide.Cette méthode peut donner un aperçu de la zone de dépôt des films, de la zone de croissance des nanoparticules, et cetera. Il peut également être appliqué aux dépôts de films métalliques, aux dépôts de nanoparticules métalliques, et cetera. Cette méthode permettra aux chercheurs de se familiariser avec l’équipement sous vide et d’en apprendre davantage sur la technologie de croissance cinématographique.Tout d’abord, nettoyez séquentiellement les substrats à cristaux simples d’oxyde de titane de strontium dans de l’eau isopropanol et déionisée pendant 10 minutes chacun à température ambiante dans un bain ultrasonique. Ensuite, séchez les substrats avec de l’azote. Ceci favorise la couverture uniforme du substrat et la bonne adhérence de film.Montez les substrats STO orientés 001 dans des supports de substrat avec de la colle conductrice en poudre d’argent. Chargez les supports dans une chambre à vide. Montez une cible LSMO dans un pistolet d’injection de magnétron, puis remontez le pistolet.Testez la résistance avec un ohmmeter pour éviter un court-circuit entre le magnétron et le bouclier environnant. Ensuite, fermez la chambre à vide et pompez vers le bas. Une fois que le vide est inférieur à une fois 10 à moins quatre pascals, chauffer le substrat à 850 degrés Celsius en utilisant un taux de chauffage de 15 degrés Celsius par minute.Réglez la distance du substrat cible à huit centimètres. Ensuite, réglez le contrôleur de débit de masse à 10 centimètres cubes standard par minute d’oxygène et cinq centimètres cubes standard par minute d’argon que le flux de gaz de travail. Avant le dépôt, pré-pulvériser la cible LSMO pendant 20 minutes à 30 watts.Pour obtenir une pression de chambre de 25 pascals, ajustez la valve d’attelle de pompe moléculaire. Si la valeur instantanée devient supérieure à 25 pascals, tournez-la dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. S’il devient plus petit que 25 pascals, tournez-le dans le sens des aiguilles d’une montre.Par la suite, vérifiez que la température du substrat reste à 850 degrés Celsius et est stable. Augmenter la puissance du magnétron de 30 à 80 watts. Une fois le plasma stabilisé, ouvrez l’obturateur et déposez le LSMO sur le substrat chauffé.Une fois le dépôt terminé, fermez l’obturateur et coupez l’alimentation du magnétron. Ensuite, fermez la vanne de gaz et éteignez l’alimentation du chauffage. Après avoir refroidi les échantillons à température ambiante, éventer la chambre avec de l’azote sec.Ensuite, ouvrez la chambre, et retirez les échantillons. Montez la cible d’oxygène en cuivre de baryum de gadolinium dans le pistolet d’injection de magnétron, puis remontez le canon. Déposez les films d’oxygène en cuivre de baryum de gadolinium comme décrit précédemment, utilisant des conditions semblables excepté le temps de pulvérisation, qui devrait être 30 minutes.Ensuite, diminuez la température de l’échantillon à 500 degrés Celsius. Ensuite, ouvrez la valve à gaz pour l’oxygène pour donner une pression de chambre de 75 000 pascals, et maintenez les échantillons à cette tempéra ture pendant une heure. Après avoir refroidi les échantillons à température ambiante, éventer la chambre avec de l’azote sec.Ensuite, ouvrez la chambre, et retirez les échantillons. L’image AFM d’une nanoparticule LSMO sur les substrats STO montre une croissance uniforme. Les modèles XRD de films d’oxygène en cuivre de baryum de gadolinium fabriqués sur des substrats STO non décorés et décorés de nanoparticules LSMO sont présentés ici.La température de transition supraconductrice était proche de 90,5 kelvin pour le film d’oxygène en cuivre de baryum gadolinium et de 90,3 kelvin pour les films LSMO, ce qui indique que les nanoparticules ne nuisent pas à la propriété supraconductrice des films. En comparaison, la zone de boucle d’hystérésis de magnétisation est beaucoup plus grande, de zéro à six teslas, à 30, 50, et 77 kelvin pour des films fabriqués sur des substrats LSMO-décorés. Le film d’oxygène en cuivre de baryum gadolinium déposé sur un substrat décoré de LSMO possède une densité de courant critique plus élevée de 1,3 à six teslas à 30 kelvin et de zéro à six teslas à 77 kelvin.À 30 kelvin, l’échantillon décoré a une plus grande densité de force d’épinglant au-dessus de 1,3 tesla. À 77 kelvin, la densité est passée à une valeur H plus élevée pour l’échantillon décoré. La dépendance angulaire de la densité critique du courant à 3 teslas et 77 kelvin pour le film décoré de LSMO montre une augmentation le long de l’axe C, ce qui suggère qu’il est plus efficace à une orientation de champ magnétique parallèle à la direction de l’axe C.Cette méthode implique de nombreuses étapes et détails, de sorte que la démonstration visuelle est essentielle pour comprendre et maîtriser cette méthode. Après son développement, cette méthode permet de déposer des films d’oxyde et des nanoparticules, ainsi que des films métalliques et des nanoparticules. Après son développement, cette méthode permet de déposer des films d’oxyde et des nanoparticules, ainsi que des films métalliques et des nanoparticules.

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