Name: Rozpylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 Quasi-dwuwarstwowe folie na podłożach monokrystalicznych SrTiO3 (STO) (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Poznaj metodę rozpylania magnetronowego RF do wytwarzania nanocząstek LSMO i filmów GBCO na podłożach SrTiO₃. Technika ta umożliwia jednolitą depozycję w tej samej komorze próżniowej, co usprawnia badania nad materiałami nadprzewodzącymi.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (nr 51502168; Nr 11504227) oraz Miejskiej Fundacji Nauk Przyrodniczych w Szanghaju (nr 16ZR1413600). Autorzy dziękują Centrum Analiz Instrumentalnych Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju oraz laboratorium analitycznemu Ma-tek za kompetentną pomoc techniczną.

1. Przygotowanie podłoża i celu
UWAGA: Ta sekcja opisuje przygotowanie komory do osadzania napylania i substratów monokryształu SrTiO3 (STO).
<ol>
	<li>Używaj podłoży monokrystalicznych SrTiO3 (STO) o wymiarach 10 mm x 10 mm (STO) podczas procesu rozpylania magnetronowego RF.</li>
	<li>Kolejno czyścić podłoża w izopropanolu i wodzie dejonizowanej przez 10 minut w temperaturze pokojowej w kąpieli ultradźwiękowej. Następnie wysuszyć podłoża azotem, który zapewnia równomierne pokrycie podłoża i dobrą przyczepność folii.</li>
	<li>Zamontuj podłoża (001) STO w uchwytach podłoża za pomocą kleju przewodzącego w postaci srebrnego proszku. Załaduj je do komory próżniowej.</li>
	<li>Zamontuj tarczę LSMO w pistolecie do wtrysku magnetronu, a następnie ponownie zmontuj pistolet. Sprawdź rezystancję omomierzem, aby uniknąć zwarcia między magnetronem a otaczającą go osłoną. Zamknij komorę próżniową, jest zamknięta i pompuj w dół.</li>
	<li>Gdy próżnia spadnie poniżej 1 x 10-4 Pa, podgrzej podłoża do 850 °C, stosując szybkość ogrzewania 15 °C/min. Ustaw odległość między podłożem docelowym a podłożem na 8 cm.</li>
	<li>Ustaw regulator przepływu masowego na 10 sccm O i 5 sccm Ar jako przepływ gazu roboczego. Użyj zmieszanego gazu Ar / O, aby utrzymać stosunek kationowy O (3) dla materiału La0,67Sr0,33MnO3 podczas wzrostu.</li>
	<li>Przed osadzaniem należy wstępnie napylać tarczę LSMO przez 20 minut przy 30 W. Duża moc doprowadzi do pęknięć tarczy, a użycie niskiej mocy doprowadzi do większej ilości czasu na czystą powierzchnię, dlatego wybieramy 20 min dla 30 W.</li>
</ol>
2. Osadzanie nanocząstek LSMO
UWAGA: Ta sekcja opisuje osadzanie nanocząstek LSMO przez rozpylanie RF-magnetronowe.
<ol>
	<li>Aby uzyskać ciśnienie w komorze 25 Pa, wyreguluj zawór szyny pompy molekularnej. Jeśli wartość chwilowa staje się większa niż 25 Pa, obróć ją w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara; jeśli staje się mniejszy niż 25 Pa, obróć go zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Kontynuuj, aż ciśnienie ustabilizuje się do stabilnej wartości.</li>
	<li>Sprawdź, czy temperatura podłoża utrzymuje się na poziomie 850 °C i jest stabilna.</li>
	<li>Zwiększ moc magnetronu z 30 do 80 W. Odczekaj 10 minut, aż plazma się ustabilizuje.</li>
	<li>Otwórz żaluzję i umieść LSMO na rozgrzanym podłożu. 
	UWAGA: Użyliśmy czasów rozpylania wynoszących 5, 10, 30 i 60 s dla czterech próbek.</li>
	<li>Zamknij migawkę. Wyłącz zasilanie magnetronu. Zamknij zawór gazowy i wyłącz zasilanie grzałki.</li>
	<li>Schłodzić próbki do temperatury pokojowej. Co niezwykłe, w tym systemie zajmuje to co najmniej dwie godziny. Przewietrzyć komorę suchym azotem, otworzyć ją i usunąć próbki.</li>
</ol>
3. GdBa2Cu3O7−δ Osadzanie filmu
<ol>
	<li>Zamontuj cel GdBa2Cu3O7−δw pistolecie magnetronowym, a następnie zmontuj działo. Zdeponuj dowolne folie (Gd) BCO, wykonując czynności podobne do kroków 1.4-2.8. Dla folii (Gd) BCO należy stosować podobne warunki osadzania, jak w przypadku nanocząstek LSMO, z wyjątkiem czasu rozpylania, który powinien wynosić 30 minut. Po tym wzrost się zakończy, a następnym krokiem jest wyżarzanie końcowe.</li>
	<li>Zmniejsz temperaturę próbki do 500°C. Następnie otwórz zawór gazowy dla tlenu, aby uzyskać ciśnienie w komorze 75 000 Pa. Trzymaj próbki w tej temperaturze przez godzinę. 
	UWAGA: Temperatura dla 500 °C i ciśnienie w komorze 75 000 Pa służą do równomiernego uzyskania nanocząstek LSMO.</li>
	<li>Schłodzić próbki do temperatury pokojowej. Przewietrzyć komorę suchym azotem, otworzyć ją i usunąć próbki.</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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Tutaj wykazaliśmy, że metoda ta może być wykorzystana do przygotowania nanocząstek ferromagnetycznych LSMO o równomiernym rozkładzie na podłożach monokrystalicznych SrTiO3 (STO). Folie (Gd) BCO mogą być również osadzane zarówno na gołym, jak i zdobionym LSMO podłożu STO. Przy odpowiednim dostosowaniu parametrów osadzania, takich jak temperatura wzrostu i odległość między obiektem a substratem, metoda ta powinna być przydatna do osadzania różnego rodzaju cząstek lub warstw magnetycznych i niemagnetycznych, na p...

Manganit domieszkowany La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) ma unikalne właściwości, takie jak szerokie przerwy w paśmie, półmetaliczny ferromagnetyzm i splątane stany elektronowe, które zapewniają niezwykłe możliwości dla potencjalnych zastosowań spintronicznych1,2,3,4. Obecnie wielu badaczy stara się wykorzystać unikalne właściwości LSMO do zasiedlenia ruchu wirowego dla wysokotemperaturowych warstw nadprzewodzących (HTS), takich jak (RE) Ba2Cu3O7−δ folie (REBCO, RE= pierwiastek ziem rzadkich)5,6,7,8,9,10,11,12. Nanoskalowa dekoracja powierzchni podłoża za pomocą nanocząstek ferromagnetycznych zapewni dobrze zdefiniowane miejsca do indukowania magnetycznych centrów przypinania o oczekiwanej gęstości13,14. Jednak możliwość kontrolowania gęstości i geometrii nanocząstek na powierzchniach o wysokiej teksturze, takich jak podłoża monokrystaliczne i podłoża metalowe o wysokiej teksturze, jest bardzo trudna. Najczęściej nanocząstki są syntetyzowane i powlekane na powierzchniach przy użyciu metod rozkładu metali organicznych15 oraz metod osadzania laserowego impulsowego16,17. Chociaż impulsowe metody osadzania laserowego mogą zapewnić nanocząstki pokryte różnymi podłożami, trudno jest uzyskać osadzanie jednorodnych nanocząstek na dużej powierzchni. Jeśli chodzi o metody rozkładu metali organicznych, są one odpowiednie do osadzania nanocząstek na dużych powierzchniach. Jednak nanocząstki są często niejednorodne i łatwo ulegają uszkodzeniu pod wpływem niewielkich naprężeń fizycznych.
Wśród tych technik, rozpylanie magnetronowe RF ma wiele zalet. Rozpylanie charakteryzuje się wysoką szybkością stapiania, niskimi kosztami i brakiem emisji toksycznych gazów. Ponadto łatwo jest rozszerzyć na podłoża o dużej powierzchni18,19. Metoda ta zapewnia jednoetapowe tworzenie nanocząstek La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO), a nanocząstki są łatwe do osadzania na podłożach monokrystalicznych. Rozpylanie magnetronowe RF może tworzyć nanocząstki o dużej powierzchni równomiernie na różnych podłożach, niezależnie od tekstury powierzchni i chropowatości powierzchni20. Kontrolę cząstek można osiągnąć, dostosowując czas rozpylania. Jednorodność można osiągnąć, dostosowując odległość między obiektem a substratem. Wadą rozpylania RF-magnetron jest jego niższe tempo wzrostu dla niektórych tlenków21. W tym podejściu docelowe atomy (lub cząsteczki) są rozpylane z celu przez jon argonu, a następnie nanocząstki są osadzane na podłożach w fazie gazowej22. Tworzenie się nanocząstek zachodzi na podłożu w jednym kroku23. Metoda ta ma teoretyczne zastosowanie do wszelkich materiałów, w tym cienkich warstw nadprzewodzących, folii oporowych, folii półprzewodnikowych, cienkich warstw ferromagnetycznych itp. Jednak do tej pory doniesienia o protokołach deponowania nanocząstek ferromagnetycznych są bardzo rzadkie.
Tutaj demonstrujemy osadzanie warstw quasi-dwuwarstwowych GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 na podłożach monokrystalicznych SrTiO3 (STO) metodą napylania magnetronowego RF. W procesie tym wykorzystywane są dwa rodzaje materiałów docelowych, GdBa2Cu3O7−δ i La0,67Sr0,33MnO3 tarcza. Podłoża monokrystaliczne SrTiO3 (STO) pokryto foliami quasi-dwuwarstwowymi GdBa2Cu3O7−δoraz foliami quasi-dwuwarstwowymi GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3.
W tym protokole, GdBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-dwuwarstwowe folie są osadzane za pomocą rozpylania magnetronowego RF na podłożach STO (001). Średnica tarczy wynosi 60 mm, a odległość między tarczą a podłożami wynosi około 10 cm. Grzejniki to żarówki umieszczone 1 cm nad podłożami. Maksymalna temperatura w tym systemie wynosi 850°C. W tym systemie występuje 5 różnych podłoży. Napylanie magnetronowe RF GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi-dwuwarstwowe folie składa się z dwóch etapów, którymi są przygotowanie substratów i proces rozpylania magnetronowego RF. Zdjęcie systemu rozpylania pokazano na rysunku S1.

<table><tbody><tr><td>System osadzania napylania</td><td>Shenyang instrumenty naukowe Limited by Share Ltd</td><td>Bespoke</td><td></td></tr><tr><td>SrTiO3 Podłoże monokrystaliczne</td><td>Hefei Ke technologia materiału krystalicznego Co., Ltd</td><td>Jednostronna orientacja polerowana epi</td> <td>(001)</td></tr><tr><td>La0,67Sr0.33MnO3 cel rozpylania</td><td>Hefei Ke materiał krystaliczny technologia Co., Ltd</td><td>Na zamówienie</td><td>o średnicy 60 mm</td></tr><tr><td>GdBa2Cu3O7&minus; &delta; cel rozpylania</td><td>Hefei Ke technologia materiałów kryształowych Co., Ltd</td><td>Wykonany na zamówienie</td><td></td></tr><tr><td>mikroskop sił atomowych</td> o średnicy 60 mm <td>Br & uuml; ker</td><td>Dimension Icon</td> Dyfraktometr <td></td></tr><tr><td>rentgenowski</td><td>Br&uuml; ker</td><td>D8 Odkryj</td><td></td></tr><tr><td>System Pomiaru Właściwości Fizycznych</td><td>Quantum Design</td><td>PPMS 9</td><td></td></tr></tbody></table>

rozpylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej gdba2cu3o7−δ/ la0,67sr0,33mno3 quasi-dwuwarstwowe folie na podłożach monokrystalicznych srtio3 (sto)

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

Tutaj demonstrujemy metodę powlekania nanocząstek ferromagnetycznych La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) na substratach monokrystalicznych (001) SrTiO3 (STO) za pomocą rozpylania magnetronowego o częstotliwości radiowej (RF). Nanocząstki LSMO osadzano o średnicach od 10 do 20 nm i wysokościach od 20 do 50 nm. W tym samym czasie folie (Gd) Ba2Cu3O7−δ ((Gd) BCO) wyprodukowano zarówno na podłożach niedekorowanych, jak i na podłożach STO ozdobionych nanocząstkami LSMO przy użyciu rozpylania magnetronowego RF. W artykule opisano również właściwości struktur quasi-dwuwarstwowych warstw GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 (np. faza krystaliczna, morfologia, skład chemiczny); Oceniono również właściwości namagnesowania, magnetotransportu i transportu nadprzewodzącego.

Grubość warstw (Gd) BCO na podłożach STO, zarówno czystych, jak i dekorowanych LSMO, wynosiła 50nm, co zmierzono za pomocą profilometru powierzchniowego. Grubość warstwy kontrolowano poprzez czas rozpylania. Rysunek 1a,b przedstawia obraz AFM nanocząsteczek LSMO (czas rozpylania 10 s) na monokrystalicznych podłożach STO o wymiarach 1,0 cm x 1,0 cm, co dowodzi, że nanocząsteczki LSMO wzrosty na podłożach STO w sposób jednorodny. Powierzchnię o...

Tutaj prezentujemy protokół hodowli nanocząstek LSMO i folii (Gd) BCO na podłożach monokrystalicznych (001) SrTiO3 (STO) metodą rozpylania radiowego (RF).

Rozpylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 Quasi-dwuwarstwowe folie na podłożach monokrystalicznych SrTiO3 (STO)

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

Ta metoda może tworzyć nanocząstki LSMO równomiernie na podłożu monokrystalicznym STO. Ponadto folię GBCO można uzyskać tą samą metodą w tej samej komorze próżniowej. Główną zaletą tej technologii jest to, że nanocząstki LSMO o jednolitej wielkości i wysokiej jakości nadprzewodzącej folii GBCO mogą być osadzane w tej samej komorze próżniowej.Ta metoda może zapewnić wgląd w obszar osadzania filmu, obszar wzrostu nanocząstek i tak dalej. Może być również stosowany do osadzania folii metalowej, osadzania nanocząstek metalu i tak dalej. Metoda ta pozwoli naukowcom zapoznać się ze sprzętem próżniowym i dowiedzieć się więcej o technologii wzrostu filmu.Najpierw należy kolejno czyścić podłoża monokrystaliczne z tlenku tytanu strontu w izopropanolu i wodzie dejonizowanej przez 10 minut w temperaturze pokojowej w łaźni ultradźwiękowej. Następnie wysusz podłoża azotem. Sprzyja to równomiernemu pokryciu podłoża i dobrej przyczepności folii.Zamontuj podłoża STO zorientowane na 001 w uchwytach podłoża za pomocą kleju przewodzącego w postaci proszku srebra. Załaduj uchwyty do komory próżniowej. Zamontuj cel LSMO w pistolecie z wtryskiem magnetronu, a następnie ponownie zmontuj działo.Przetestuj rezystancję omomierzem, aby uniknąć zwarcia między magnetronem a otaczającą go osłoną. Następnie zamknij komorę próżniową i odpompuj w dół. Gdy próżnia jest niższa niż jeden razy 10 do minus czterech paskalów, podgrzej podłoże do 850 stopni Celsjusza, stosując szybkość ogrzewania 15 stopni Celsjusza na minutę.Ustaw docelową odległość podłoża na osiem centymetrów. Następnie ustaw regulator przepływu masowego na 10 standardowych centymetrów sześciennych na minutę tlenu i pięć standardowych centymetrów sześciennych na minutę argonu jako przepływ gazu roboczego. Przed osadzaniem należy wstępnie rozpylać tarczę LSMO przez 20 minut przy mocy 30 watów.Aby uzyskać ciśnienie w komorze 25 paskalów, wyreguluj zawór szyny pompy molekularnej. Jeśli wartość chwilowa stanie się większa niż 25 paskal, obróć ją w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jeśli stanie się mniejszy niż 25 paskal, obróć go zgodnie z ruchem wskazówek zegara.Następnie sprawdź, czy temperatura podłoża utrzymuje się na poziomie 850 stopni Celsjusza i jest stabilna. Zwiększ moc magnetronu z 30 do 80 watów. Po ustabilizowaniu plazmy otwórz przesłonę i umieść LSMO na podgrzanym podłożu.Po zakończeniu osadzania zamknij żaluzję i wyłącz zasilanie magnetronu. Następnie zamknij zawór gazowy i wyłącz zasilanie grzejnika. Po schłodzeniu próbek do temperatury pokojowej należy odpowietrzyć komorę suchym azotem.Następnie otwórz komorę i wyjmij próbki. Zamontuj tarczę tlenową gadolinu, baru, miedzi w pistolecie do wtrysku magnetronu, a następnie ponownie zmontuj pistolet. Osadzać warstwy tlenowe gadolinu, baru, miedzi, jak opisano wcześniej, w podobnych warunkach, z wyjątkiem czasu rozpylania, który powinien wynosić 30 minut.Następnie zmniejsz temperaturę próbki do 500 stopni Celsjusza. Następnie otwórz zawór gazowy dla tlenu, aby uzyskać ciśnienie w komorze 75 000 paskali i utrzymuj próbki w tej temperaturze przez godzinę. Po schłodzeniu próbek do temperatury pokojowej należy odpowietrzyć komorę suchym azotem.Następnie otwórz komorę i wyjmij próbki. Obraz AFM nanocząstki LSMO na podłożach STO pokazuje równomierny wzrost. Wzory XRD warstw tlenowych gadolinu, baru, miedzi, wytworzonych na niedekorowanych i ozdobionych nanocząstkami LSMO podłożach STO pokazano tutaj.Temperatura przejścia nadprzewodnictwa była bliska 90,5 kelwinów dla warstwy tlenowej gadolinu, baru i miedzi oraz 90,3 kelwinów dla warstw LSMO, co wskazuje, że nanocząstki nie szkodzą właściwościom nadprzewodnika dla folii. Dla porównania, obszar pętli histerezy magnetyzacji jest znacznie większy, od zera do sześciu tesli, przy 30, 50 i 77 kelwinach dla filmów wytwarzanych na podłożach ozdobionych LSMO. Warstwa tlenowa gadolinu, baru i miedzi osadzona na podłożu ozdobionym LSMO ma wyższą gęstość prądu krytycznego od 1,3 do sześciu tesli przy 30 kelwinach i od zera do sześciu tesli przy 77 kelwinach.Przy temperaturze 30 kelwinów dekorowana próbka ma większą gęstość siły przypinania powyżej 1,3 tesli. Przy temperaturze 77 kelwinów gęstość przesunęła się do wyższej wartości H dla dekorowanej próbki. Zależność kątowa krytycznej gęstości prądu na poziomie 3 tesli i 77 kelwinów dla folii ozdobionej LSMO wykazuje wzrost wzdłuż osi c, co sugeruje, że jest ona bardziej efektywna przy orientacji pola magnetycznego równoległej do kierunku osi c.Ta metoda obejmuje wiele kroków i szczegółów, więc demonstracja wizualna ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia i opanowania tej metody. Po opracowaniu metoda ta umożliwia osadzanie warstw tlenkowych i nanocząstek, a także folii metalowych i nanocząstek. Po opracowaniu metoda ta umożliwia osadzanie warstw tlenkowych i nanocząstek, a także folii metalowych i nanocząstek.

radio-frequency-magnetron-sputtering-gdba2cu3o7-la067sr033mno3-quasi

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

W tej pracy opisujemy zastosowanie techniki tomografii atomowo-sondowej do badania granic ziaren warstwy absorbera w ogniwie słonecznym CIGS. Przedstawiono tu również nowatorskie podejście do przygotowania końcówek sondy atomowej zawierających pożądaną granicę ziaren o znanej strukturze.

Badania tomografii sondy atomowej na granicach ziaren Cu(In,Ga)Se2

Opisujemy zastosowanie pulsacyjnego osadzania laserowego (PLD), fotolitografii i technik łączenia drutów do tworzenia złożonych urządzeń tlenkowych w skali mikrometrycznej. PLD jest wykorzystywany do hodowli cienkich warstw epitaksjalnych. Wprowadza się techniki fotolitografii i łączenia drutowego w celu stworzenia praktycznych urządzeń do celów pomiarowych.

Wytwarzanie przestrzennie ograniczonych złożonych tlenków

Opisano metodę przygotowania warstw epitaksjalnych uporządkowanych stopów metodą rozpylania. Jako przykład używany jest związek FeRh uporządkowany w B2, ponieważ wykazuje on przejście metamagnetyczne, które zależy wrażliwie od stopnia porządku chemicznego i dokładnego składu stopu.

Rozpylanie i charakterystyka metamagnetycznych epiwarstw FeRh uporządkowanych w B2

Przedstawiono różne procedury przygotowania atomowo zdefiniowanych szablonów do epitaksjalnego wzrostu złożonych cienkich warstw tlenkowych. Przeprowadzono obróbkę chemiczną monokrystalicznych substratów SrTiO3 (001) i DyScO3 (110) w celu uzyskania atomowo gładkich, jednozakończonych powierzchni. Ca2 Nb3 O10- nanoarkusze wykorzystano do stworzenia atomowo zdefiniowanych szablonów na dowolnych podłożach.

Atomowo zdefiniowane matryce do epitaksjalnego wzrostu złożonych cienkich warstw tlenkowych

Ten raport opisuje użycie specjalnie zbudowanego systemu do nanoszenia aerozolowego grubych warstw granatu itrowo-żelazowego na szafirowe podłoża w RT. Osadzone błony są charakteryzowane za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej, profilometrii i rezonansu ferromagnetycznego, aby dać reprezentatywny przegląd możliwości tej techniki.

Tworzenie grubych, gęstych warstw granatu itrowo-żelazowego za pomocą osadzania aerozolowego

Ten artykuł opisuje wytwarzanie nanomateriałów z substratu fulerenu Si, które zostało sprawdzone i zweryfikowane za pomocą nanopomiarów i symulacji dynamiki molekularnej.

Sondowanie podłoża krzemowego osadzonego w C84 przy użyciu mikroskopii z sondą skaningową i dynamiki molekularnej

Ta praca szczegółowo opisuje procedury wzrostu i charakterystyki krystalicznego SrTiO3 bezpośrednio na podłożach germanowych poprzez osadzanie warstw atomowych. Procedura ilustruje zdolność całkowicie chemicznej metody wzrostu do monolitycznego integrowania tlenków z półprzewodnikami w urządzeniach półprzewodnikowych z tlenkami metali.

Epitaksjalny wzrost perowskitowego tytanianu strontu na germanie poprzez osadzanie warstwy atomowej

Opracowana jest realna technika tworzenia bikryształów tytanianu strontu pod wysokim ciśnieniem i szybkim tempem nagrzewania za pomocą iskrowego aparatu do spiekania plazmowego.

Aparatura do spiekania plazmy iskrowej stosowana do tworzenia bikryształów tytanianu strontu

Poprzez siarkowanie wstępnie osadzonych metali przejściowych, można wytwarzać heterostruktury krystaliczne o dużej powierzchni i pionowe 2D. W niniejszym raporcie przedstawiono również procedury przenoszenia folii i produkcji urządzeń.

Otrzymywanie wielkopowierzchniowych pionowych heterostruktur krystalicznych 2D poprzez siarkowanie warstw metali przejściowych do wytwarzania urządzeń

Wytwarzamy heterostruktury metal/LaAlO3/SrTiO3 za pomocą kombinacji pulsacyjnego osadzania laserowego i napylania magnetronowego in situ. Poprzez eksperymenty magnetotransportu i spektroskopii rentgenowskiej fotoelektronów in situ badamy wzajemne oddziaływanie między zjawiskami elektrostatycznymi i chemicznymi quasi-dwuwymiarowego gazu elektronowego powstającego w tym układzie.

Wzrost i właściwości elektrostatyczne/chemiczne heterostruktur metali/LaAlO3/SrTiO3

Rękopis opisuje protokół rozpylania magnetronowego za pomocą częstotliwości radiowej cienkich warstw termoelektrycznych Bi2Te3 i Sb2Te3 na podłożach szklanych, który reprezentuje niezawodną metodę osadzania, która zapewnia szeroki zakres zastosowań z potencjałem do dalszego rozwoju.

Wytwarzanie cienkich warstw termoelektrycznych Bi2Te3 i Sb2Te3 przy użyciu techniki rozpylania magnetronowego o częstotliwości radiowej

Poznaj metodę rozpylania magnetronowego RF do wytwarzania nanocząstek LSMO i filmów GBCO na podłożach SrTiO₃. Technika ta umożliwia jednolitą depozycję w tej samej komorze próżniowej, co usprawnia badania nad materiałami nadprzewodzącymi.

Rozpylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 Quasi-dwuwarstwowe folie na podłożach monokrystalicznych SrTiO3 (STO) (Wideo) | JoVE Journal

Rozpylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej GdBa₂Cu₃O₇_−δ/ La_0,67Sr_0,33MnO₃ Quasi-dwuwarstwowe folie na podłożach monokrystalicznych SrTiO₃ (STO)

Przeglądaj więcej filmów