Radiofrequentie Magnetron sputteren van GdBa₂Cu₃O_7−δ/ La_0.67Sr_0,33MnO₃ quasi-dubbelgelaagde Films op SrTiO₃ (STO) Single-crystal substraten

Deze methode kan de LSMO nanodeeltjes uniform maken op een STO single-crystal substraat. Ook kan de GBCO-film via dezelfde methode in dezelfde vacuümkamer worden verkregen. Het belangrijkste voordeel van deze technologie is dat LSMO nanodeeltjes met uniforme grootte en hoogwaardige supergeleidende GBCO-folie in dezelfde vacuümkamer kunnen worden gedeponeerd.

Deze methode kan inzicht geven in filmdepositiegebied, nanodeeltjesgroeigebied, et cetera. Het kan ook worden toegepast op metaal film depositie, metalen nanodeeltjes depositie, et cetera. Deze methode zal onderzoekers in staat stellen om vertrouwd te raken met vacuümapparatuur en meer te leren over filmgroeitechnologie.

Ten eerste, sequentieel schoon strontium titaniumoxide single-crystal substraten in isopropanol en gedeïoniseerd water gedurende 10 minuten elk bij kamertemperatuur in een ultrasoon bad. Droog vervolgens de substraten met stikstof. Dit bevordert een uniforme bekleding van het substraat en een goede filmtrouw.

Monteer de 001 georiënteerde STO substraten in substraathouders met zilverpoeder geleidende lijm. Laad de houders in een vacuümkamer. Monteer een LSMO-doelwit in een magnetron injectiepistool en monteer het pistool.

Test de weerstand met een ohmmeter om kortsluiting tussen de magnetron en het omringende schild te voorkomen. Sluit vervolgens de vacuümkamer en pomp naar beneden. Zodra het vacuüm lager is dan een keer 10 tot de min vier pascals, verwarm het substraat tot 850 graden Celsius met behulp van een verwarmingssnelheid van 15 graden Celsius per minuut.

Stel de afstand van het doelsubstraat in op acht centimeter. Stel vervolgens de massastroomregelaar in op 10 standaard kubieke centimeter per minuut zuurstof en vijf standaard kubieke centimeter per minuut argon als werkende gasstroom. Voor de depositie, pre-sputteren de LSMO doel voor 20 minuten op 30 watt.

Om een kamerdruk van 25 pascals te verkrijgen, past u de moleculaire pompspalkklep aan. Als de directe waarde groter wordt dan 25 pascals, draait u deze tegen de klok in. Als het kleiner wordt dan 25 pascals, draai het met de klok mee.

Controleer hierna of de substraattemperatuur op 850 graden Celsius blijft en stabiel is. Verhoog het vermogen van de magnetron van 30 naar 80 watt. Nadat het plasma gestabiliseerd is, opent u de sluiter en deponeert LSMO op het verwarmde substraat.

Zodra de depositie is voltooid, sluit de sluiter en schakel de stroom uit naar de magnetron. Sluit vervolgens de gasklep en schakel de verwarmingskracht uit. Na het koelen van de monsters op kamertemperatuur, ventileren de kamer met droge stikstof.

Open vervolgens de kamer en verwijder de monsters. Monteer de gadolinium barium koperzuurstof doel in de magnetron injectie pistool, en dan weer monteren van het pistool. Deponeren de gadolinium barium koper zuurstof films zoals eerder beschreven, met behulp van vergelijkbare omstandigheden, behalve voor de sputteren tijd, die moet worden 30 minuten.

Verlaag vervolgens de monstertemperatuur tot 500 graden Celsius. Open vervolgens de gasklep voor zuurstof om een kamerdruk van 75.000 pascalen te geven en houd de monsters een uur op deze temperatuur. Na het koelen van de monsters op kamertemperatuur, ventileren de kamer met droge stikstof.

Open vervolgens de kamer en verwijder de monsters. Het AFM-beeld van een LSMO nanodeeltje op STO substraten laat een uniforme groei zien. De XRD patronen van gadolinium barium koperzuurstoffilms vervaardigd op ongedecoreerde en LSMO nanodeeltjes versierde STO substraten worden hier getoond.

De supergeleidende overgangstemperatuur was bijna 90,5 kelvin voor de gadolinium barium koperzuurstoffilm en 90,3 kelvin voor de LSMO-films, wat aangeeft dat de nanodeeltjes de supergeleidende eigenschap voor de films niet schaden. Ter vergelijking: het magnetisatiehysterese lusgebied is veel groter, van nul tot zes tesla, met 30, 50 en 77 kelvin voor films die zijn vervaardigd op LSMO-versierde substraten. De gadolinium barium koperzuurstoffilm die op een door LSMO versierd substraat wordt gedeponeerd, heeft een hogere kritische stroomdichtheid van 1,3 tot zes tesla's met een 30-kelvin en van nul tot zes tesla's met een 77-kelvin.

Op 30 kelvin, de versierde monster heeft een grotere pinning kracht dichtheid boven 1,3 tesla. Bij 77 kelvin, de dichtheid verplaatst naar een hogere H-waarde voor de versierde monster. De hoekige afhankelijkheid van de kritische stroomdichtheid bij 3 tesla en 77 kelvin voor de LSMO-versierde film toont een toename langs de c-as, wat suggereert dat het effectiever is bij een magnetische veld oriëntatie parallel aan de c-as richting.

Deze methode omvat veel stappen en details, dus visuele demonstratie is van cruciaal belang voor het begrijpen en beheersen van deze methode. Na de ontwikkeling maakt deze methode het mogelijk om oxidefilms en nanodeeltjes te deponeren, evenals metaalfilms en nanodeeltjes. Na de ontwikkeling maakt deze methode het mogelijk om oxidefilms en nanodeeltjes te deponeren, evenals metaalfilms en nanodeeltjes.