Name: Radio frequenza Magnetron Sputtering di GdBa2Cu3O7−δ/ La0.67Sr0.33MnO3 quasi-bilayer film su substrati di singolo-cristallo di SrTiO3 (STO) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Impara la deposizione di film superconduttori GdBa2Cu3O7-δ e nanoparticelle LSMO su substrati SrTiO3 mediante sputtering a radio frequenza. Questo metodo consente la crescita uniforme in un'unica camera a vuoto.

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Questo lavoro è stato supportato dal National Natural Science Foundation della Cina (n. 51502168; No.11504227) e la Shanghai Municipal Natural Science Foundation (No.16ZR1413600). Gli autori ringraziano con gratitudine il centro di analisi strumentale di Shanghai Jiao Tong University e Ma-tek analitiche di laboratorio per l'assistenza tecnica competente.

1. substrato e preparazione di destinazione
Nota: Questa sezione descrive la preparazione della camera di deposizione di polverizzazione e i substrati di cristallo singolo SrTiO3 (STO).
<ol><li>Utilizzare substrati di 10 x 10 mm SrTiO3 (STO) singolo-cristallo durante il processo di polverizzazione del magnetron di RF.</li>
	<li>Pulire in modo sequenziale i substrati in isopropanolo e acqua deionizzata per 10 minuti ciascuno, a temperatura ambiente in bagno ad ultrasuoni. Quindi asciugare i substrati con azoto, che è per la copertura uniforme del substrato e l'aderenza di buon film.</li>
	<li>Montare i substrati (001) STO ai possessori di substrato con colla conduttiva polvere d'argento. Caricare questi nella camera del vuoto.</li>
	<li>Montare il target LSMO nella pistola iniezione magnetron e poi rimontare la pistola. Testare la resistenza con un ohmmetro, per evitare un corto circuito tra il magnetron e lo scudo circostante. Chiudi che la camera a vuoto è chiuso e la pompa verso il basso.</li>
	<li>Una volta che il vuoto è inferiore a 1 x 10-4 Pa, scaldare i substrati a 850 ° C, utilizzando un tasso di riscaldamento di 15 ° C/min impostare la distanza di destinazione-substrato a 8 cm.</li>
	<li>Posizionare il regolatore di flusso di massa 10 sccm di O e 5 sccm di Ar come flusso di gas di lavoro. Utilizzare Ar / O misto gas per mantenere il rapporto cationico O (3) per La0.67Sr0.33MnO3 materiale durante la crescita.</li>
	<li>Prima della deposizione, pre-polverizza l'obiettivo LSMO per 20 min a 30 w ad alta potenza porterà a crepe nella destinazione e usando il potere basso porterà a più tempo per una superficie pulita, così abbiamo scelto 20 min per 30 w.</li>
</ol>2. LSMO deposizione di nanoparticelle
Nota: Questa sezione descrive la deposizione delle nanoparticelle LSMO di RF magnetron sputtering.
<ol><li>Per ottenere una pressione in camera di 25 Pa, regolare la valvola di stecca pompa molecolare. Se il valore istantaneo sta diventando più grande di 25 Pa, ruotarla in senso antiorario; Se sta diventando più piccolo di 25Pa, ruotarla in senso orario. Continuare fino a quando la pressione è risolta in un valore stabile.</li>
	<li>Controllare che la temperatura del substrato rimane a 850 ° C ed è stabile.</li>
	<li>Aumentare la potenza di magnetron da 30 a 80 w. attendere 10 minuti, fino a quando il plasma è stabilizzato.</li>
	<li>Aprire l'otturatore e depositare LSMO sul substrato riscaldato. Nota: Abbiamo usato "sputtering" volte di 5, 10, 30 e 60 s su quattro campioni.</li>
	<li>Chiudere l'otturatore. Spegnere il magnetron. Chiudere la valvola gas e disinserire l'alimentazione del riscaldatore.</li>
	<li>Raffreddare i campioni a temperatura ambiente. Insolitamente, questo richiede almeno due ore in questo sistema. Sfiatare la camera con azoto secco, aprirlo e rimuovere i campioni.</li>
</ol>3. deposizione di Film di GdBa2Cu3O7−δ 
<ol><li>Montare il target di7−δCu3O2GdBa nella pistola magnetron, quindi rimontare la pistola. Cassetta di qualsiasi film (Gd) BCO, utilizzando passaggi simili a 1.4-2.8. Utilizzare simili condizioni di deposizione per pellicole (Gd) BCO per quanto riguarda le nanoparticelle LSMO, tranne che per il tempo di "sputtering" che dovrebbe essere 30 min. Dopo questo, la crescita sarà finita, e il passo successivo è la post-ricottura.</li>
	<li>Diminuire la temperatura del campione a 500° C. Quindi, aprire la valvola del gas per l'ossigeno dare una pressione in camera di 75.000 Pa. tenere i campioni a questa temperatura per un'ora. Nota: La temperatura di 500 ° C e una pressione in camera di 75.000 Pa sono per raggiungere uniformemente LSMO nanoparticelle.</li>
	<li>Raffreddare i campioni a temperatura ambiente. Sfiatare la camera con azoto secco, aprirlo e rimuovere i campioni.</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>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Qui abbiamo dimostrato che questo metodo può essere utilizzato per preparare nanoparticelle ferromagnetiche LSMO della distribuzione uniforme su SrTiO3 substrati singolo-cristallo (STO). Le pellicole (Gd) BCO anche possono essere depositate su entrambi nudi e LSMO decorate substrato STO. Con un appropriato adeguamento dei parametri depositati, come temperature di crescita e distanza bersaglio-substrato, questo metodo dovrebbe essere utile per depositato diversi tipi di magnetici e non magnetici particelle o st...

La manganite drogato con foro La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) hanno proprietà uniche come banda larga lacune, metà metallici ferromagnetismo e intrigato stati elettronici, che offrono straordinarie opportunità per potenziale spintronici applicazioni1,2,3,4. Attualmente, molti ricercatori si sforzano di sfruttare le proprietà uniche di LSMO ad abitare il movimento a vortice per film di (HTS) superconduttori ad alta temperatura, come (ri) Ba2Cu3O7−δ film (REBCO, RE = rare – elemento terra)5,6,7,8,9,10,11,12. Decorazione su scala nanometrica delle superfici substrato con nanoparticelle ferromagnetiche fornirà siti ben definiti per l'induzione magnetiche pinning centri di densità previsto13,14. Tuttavia, la capacità di controllare la densità e la geometria delle nanoparticelle su superfici altamente strutturate, come ad esempio su substrati di singolo-cristallo e substrati di metallo altamente strutturati è molto difficile. Più comunemente, le nanoparticelle sono sintetizzate e rivestito su superfici usando metodi di decomposizione organica metallo15e pulsed laser deposition metodi16,17. Sebbene metodi di deposizione di impulsi laser possono fornire nanoparticelle rivestite su vari substrati, è difficile capire la deposizione di nanoparticelle omogeneo di grande area. Per quanto riguarda i metodi di decomposizione organica del metallo, sono corretto per la deposizione di ampia area delle nanoparticelle. Tuttavia, le nanoparticelle sono spesso non uniforme e facilmente danneggiabili da piccole sollecitazioni fisiche.
Tra queste tecniche, RF magnetron sputtering ha molti vantaggi. Sputtering ha un tasso di deposizione alta, basso costo e una mancanza di emissione di gas tossici. Inoltre, è facile da espandere a larga scala zona substrati18,19. Questo metodo fornisce formazione passo singolo di La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticelle e le nanoparticelle sono facili da essere depositati su substrati di singolo-cristallo. RF magnetron sputtering può creare grande area nanoparticelle uniformemente su una vasta gamma di substrati, indipendentemente dalla struttura di superficie e rugosità superficiale20. Il controllo delle particelle può essere raggiunto da regolare tempo di sputtering. Può essere raggiunto omogeneità di regolare la distanza del bersaglio-substrato. Lo svantaggio di RF magnetron sputtering è il più basso tasso di crescita per alcuni ossidi21. In questo approccio, destinazione atomi (o molecole) sono spruzzati fuori il bersaglio di ioni di argon, e quindi le nanoparticelle sono depositate su substrati in fase vapore22. Formazione di nanoparticelle si verifica sul substrato in un unico passaggio23. Questo metodo è teoricamente applicabile a materiali compresi film sottile superconduttori, resistenza pellicola, pellicola di semiconduttore, film sottile ferromagnetico ecc. tuttavia, ad oggi, report sui protocolli per depositare ferromagnetici le nanoparticelle sono molto scarse.
Qui, dimostriamo la deposizione di GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 doppio quasi-strato film su substrati di SrTiO3 (STO) singolo-cristallo di RF magnetron sputtering Metodo. Nel processo vengono utilizzati due tipi di materiali bersaglio, GdBa2Cu3O7−δ e La0.67Sr0.33MnO3 target. Substrati di singolo-cristallo di SrTiO3 (STO) sono stati rivestiti con GdBa2Cu3O7−δfilms e GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr 0,33 MnO3 film di quasi-doppio strato.
In questo protocollo, GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 doppio quasi-strato film sono depositati con magnetron RF sputtering su substrati STO (001). Il diametro di destinazione è di 60 mm e la distanza tra l'obiettivo e substrati è circa 10 cm. I riscaldatori sono lampadine posizionate 1 cm sopra i substrati. La temperatura massima è di 850° C in questo sistema. Ci sono 5 differenti substrati in questo sistema. GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 doppio quasi-strato film di polverizzazione del magnetron di RF è costituito da due passaggi, che sono la preparazione di substrati e il magnetron di RF processo per sputtering. Un'immagine del sistema "sputtering" è mostrata nella Figura S1.

<table><tbody><tr><td>Sistema di deposizione per polverizzazione catodica</td><td>Shenyang scientific instruments Limited by Share Ltd</td><td></td> Bespoke <td></td></tr><tr><td>SrTiO3 Substrato a cristallo singolo</td><td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td><td>Orientamento epi-lucidato su un lato</td> (<td>001)</td></tr><tr><td>La0.67Sr0.33MnO3 materiale cristallino</td><td>Hefei Ke target tecnologia Co., Ltd</td><td>Su misura</td><td>diametro 60 mm</td></tr><tr><td>GdBa2Cu3O7&minus; &delta; bersaglio sputtering</td><td>Hefei Ke tecnologia dei materiali cristallini Co., Ltd</td><td>Microscopio</td> a forza atomica su misura <td>da 60 mm di diametro</td></tr><tr><td></td><td>Br&uuml; ker</td><td>Dimension Icon</td><td></td></tr><tr><td>Diffrattometro a raggi X</td><td>Br&uuml; ker</td><td>D8 Scopri</td><td></td></tr><tr><td>il sistema di misurazione delle proprietà fisiche</td><td>Quantum Design</td><td>PPMS 9</td><td></td></tr></tbody></table>

radio frequenza magnetron sputtering di gdba2cu3o7−δ/ la0.67sr0.33mno3 quasi-bilayer film su substrati di singolo-cristallo di srtio3 (sto)

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

Qui, noi dimostrare un metodo di rivestimento ferromagnetico La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) le nanoparticelle (001) SrTiO3 (STO) substrati di singolo-cristallo di radio frequenza (RF) magnetron sputtering. LSMO nanoparticelle sono state depositate con diametri da 10 a 20 nm e altezze comprese tra 20 e 50 nm. Allo stesso tempo, non decorato (Gd) Ba2Cu3O7−δ ((Gd) BCO) film furono fabbricati su entrambi e LSMO nanoparticella decorato substrati STO usando di polverizzazione del magnetron di RF. Questo rapporto descrive anche le proprietà di GdBa2Cu3O7−δ/ La0.67Sr0.33MnO3 films di doppio quasi-strato strutture (ad es., fase cristallina, morfologia composizione chimica); magnetizzazione, magneto-trasporto e superconduttori proprietà del trasporto inoltre sono stati valutati.

Lo spessore del film (Gd) BCO su entrambi nudi e LSMO decorate STO substrato era 500nm, che è stato misurato da un profilometro superficiale. Lo spessore del film è stato controllato da sputtering tempo. Figura 1a b Mostra l'immagine AFM di nanoparticella LSMO (sputtering di tempo di 10 s) su substrati STO singolo-cristallo 1,0 x 1,0 cm per dimostrare che le nanoparticelle LSMO cresciute su substrati STO uniformemente. La superficie e per mis...

Qui, presentiamo un protocollo per crescere LSMO nanoparticelle e (Gd) BCO film (001) SrTiO3 (STO) singolo-cristallo substrati per radio frequenza (RF)-sputtering.

Radio frequenza Magnetron Sputtering di GdBa2Cu3O7−δ/ La0.67Sr0.33MnO3 quasi-bilayer film su substrati di singolo-cristallo di SrTiO3 (STO)

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

Questo metodo può creare le nanoparticelle LSMO in modo uniforme su un substrato sto monocristamente. Inoltre, la pellicola GBCO può essere ottenuta attraverso lo stesso metodo nella stessa camera a vuoto. Il vantaggio principale di questa tecnologia è che le nanoparticelle LSMO con dimensioni uniformi e film GBCO superconduttore di alta qualità possono essere depositate nella stessa camera a vuoto.Questo metodo può fornire informazioni sull'area di deposizione del film, sull'area di crescita delle nanoparticelle, eccetera. Può anche essere applicato alla deposizione di pellicole metalliche, alla deposizione di nanoparticelle metalliche, eccetera. Questo metodo consentirà ai ricercatori di familiarizzare con le apparecchiature per vuoto e saperne di più sulla tecnologia di crescita del film.In primo luogo, pulire in sequenza i substrati monocristallo di ossido di titanio stronzio puliti in isopropanolo e acqua deionizzata per 10 minuti ciascuno a temperatura ambiente in un bagno ad ultrasuoni. Quindi, asciugare i substrati con azoto. Ciò favorisce una copertura uniforme del substrato e una buona aderenza alla pellicola.Montare i substrati STO orientati agli 001 nei supporti del substrato con colla conduttiva in polvere d'argento. Caricare i supporti in una camera a vuoto. Montare un bersaglio LSMO in una pistola a iniezione magnetron, quindi riassemblare la pistola.Testare la resistenza con un ohmmetro per evitare un cortocircuito tra il magnetron e lo scudo circostante. Quindi, chiudere la camera a vuoto e pompare verso il basso. Una volta che il vuoto è inferiore a uno per 10 a meno quattro pascal, riscaldare il substrato a 850 gradi Celsius utilizzando una velocità di riscaldamento di 15 gradi Celsius al minuto.Impostare la distanza del substrato target su otto centimetri. Successivamente, impostare il controller di flusso di massa su 10 centimetri cubi standard al minuto di ossigeno e cinque centimetri cubi standard al minuto di argon come flusso di gas di lavoro. Prima della deposizione, pre-sputter il bersaglio LSMO per 20 minuti a 30 watt.Per ottenere una pressione della camera di 25 pascal, regolare la valvola della stecca della pompa molecolare. Se il valore istantaneo diventa maggiore di 25 pascal, ruotarlo in senso antiorario. Se diventa più piccolo di 25 pascal, ruotalo in senso orario.In seguito, controllare che la temperatura del substrato rimanga a 850 gradi Celsius ed è stabile. Aumentare la potenza del magnetron da 30 a 80 watt. Dopo aver stabilizzato il plasma, aprire l'otturatore e depositare LSMO sul substrato riscaldato.Una volta completata la deposizione, chiudere l'otturatore e spegnere l'alimentazione al magnetron. Quindi, chiudere la valvola del gas e spegnere l'alimentazione del riscaldatore. Dopo aver raffreddato i campioni a temperatura ambiente, sfiatare la camera con azoto secco.Quindi, aprire la camera e rimuovere i campioni. Montare il bersaglio di ossigeno di rame al bario di gadolinio nella pistola ad iniezione di magnetron, quindi riassemblare la pistola. Depositare le pellicole di ossigeno di rame al bario di gadolinio come descritto in precedenza, utilizzando condizioni simili ad eccezione del tempo di sputtering, che dovrebbe essere di 30 minuti.Quindi, ridurre la temperatura del campione a 500 gradi Celsius. Quindi, aprire la valvola del gas per l'ossigeno per dare una pressione della camera di 75.000 pascal, e tenere i campioni a questa temperatura per un'ora. Dopo aver raffreddato i campioni a temperatura ambiente, sfiatare la camera con azoto secco.Quindi, aprire la camera e rimuovere i campioni. L'immagine AFM di una nanoparticella LSMO su substrati STO mostra una crescita uniforme. Qui sono mostrati i modelli XRD di pellicole di ossigeno di rame al bario di gadolinio fabbricate su substrati STO non decorati con nanoparticelle LSMO.La temperatura di transizione superconduttante era vicina a 90,5 kelvin per la pellicola di ossigeno di rame di bario di gadolinio e 90,3 kelvin per le pellicole LSMO, il che indica che le nanoparticelle non danneggiano la proprietà superconduttante per le pellicole. In confronto, l'area del loop di isteresi di magnetizzazione è molto più grande, da zero a sei tesla, a 30, 50 e 77 kelvin per pellicole fabbricate su substrati decorati con LSMO. Il film di ossigeno di rame al bario di gadolinio depositato su un substrato decorato con LSMO possiede una maggiore densità di corrente critica da 1,3 a sei tesla a 30 kelvin e da zero a sei tesla a 77 kelvin.A 30 kelvin, il campione decorato ha una densità di forza di pinning maggiore superiore a 1,3 tesla. A 77 kelvin, la densità si spostò su un valore H più alto per il campione decorato. La dipendenza angolare della densità di corrente critica a 3 tesla e 77 kelvin per il film decorato con LSMO mostra un aumento lungo l'asse c, suggerendo che sia più efficace ad un orientamento del campo magnetico parallelo alla direzione dell'asse C.Questo metodo comporta molti passaggi e dettagli, pertanto la dimostrazione visiva è fondamentale per comprendere e padroneggiare questo metodo. Dopo il suo sviluppo, questo metodo consente di depositare pellicole di ossido e nanoparticelle, così come pellicole metalliche e nanoparticelle. Dopo il suo sviluppo, questo metodo consente di depositare pellicole di ossido e nanoparticelle, così come pellicole metalliche e nanoparticelle.

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