Radio fréquence Magnetron Sputtering GdBa₂Cu₃O_7−δ/ La_0,67Sr_0,33MnO₃ quasi bicouche Films sur substrats monocristallins de SrTiO₃ (STO)

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.