Name: Rádio frequência Magnetron Sputtering do GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO BICAMADA de quase3 filmes em substratos de único-cristal SrTiO3 (STO) (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Aprenda a depositar filmes supercondutores de GBCO e nanopartículas de LSMO uniformes em substratos de SrTiO₃ usando pulverização por magnetron de radiofrequência. Este método permite crescimento simultâneo em câmara de vácuo única.

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Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (n. º 51502168; No.11504227) e a Fundação Municipal de ciências naturais de Shanghai (No.16ZR1413600). Os autores com gratidão agradecer o centro de análise Instrumental de Shanghai Jiao Tong University e Ma-tek laboratório analítico para obter assistência técnica competente.

1. o substrato e preparação de alvo
Nota: Esta seção descreve a preparação da câmara de deposição por pulverização catódica e os substratos de3 (STO) de SrTiO de cristal único.
<ol><li>Use substratos de 10 x 10 mm SrTiO3 (STO) único-cristal durante o magnétron RF processo que sputtering.</li>
	<li>Sequencialmente, limpe os substratos em isopropanol e água desionizada durante 10 minutos à temperatura em banho ultra-sônico. Depois seque os substratos com nitrogênio, que é para uma cobertura uniforme do substrato e aderência do filme bom.</li>
	<li>Monte os substratos STO (001) nos suportes da carcaça com cola condutiva de prata do pó. Carrega estes na câmara de vácuo.</li>
	<li>Montar o alvo LSMO no injetor do magnétron e em seguida volte a montar a arma. Teste a resistência com um ohmímetro, para evitar um curto-circuito entre o Magneto e o escudo circundante. Fechar que a câmara de vácuo é fechada e a bomba para baixo.</li>
	<li>Uma vez que o vácuo é inferior a 1 x 10-4 Pa, aqueça os substratos a 850 ° C, usando uma taxa de aquecimento do conjunto de 15 ° C/min. a distância do alvo-substrato de 8 cm.</li>
	<li>Conjunto o controlador de fluxo de massa para 10 sccm de O e 5 o sccm de Ar como trabalhar o fluxo de gás. Use Ar / O misturado de gás para manter o índice catiônica O (3) para La0,67Sr0,33MnO3 material durante o crescimento.</li>
	<li>Antes da deposição, pre-estala o alvo LSMO por 20 min a 30 W. High poder levará a rachaduras no destino e usar baixa potência vai levar mais tempo para uma superfície limpa, Então escolhemos 20 min para 30 w.</li>
</ol>2. LSMO deposição de nanopartículas
Nota: Esta seção descreve a deposição das nanopartículas LSMO por RF-magnetron sputtering.
<ol><li>Para obter uma pressão de câmara de 25 Pa, ajustar a válvula de tala bomba molecular. Se o valor instantâneo está se tornando maior do que 25 Pa, girá-lo no sentido horário; se torna-se menor que 25Pa, gire no sentido horário. Continue até que a pressão se estabeleceu como um valor estável.</li>
	<li>Verifique a temperatura do substrato permanece a 850 ° C e está estável.</li>
	<li>Aumente a potência do magnétron de 30 a 80 w. espere por 10 min, até que o plasma está estabilizado.</li>
	<li>Abrir o obturador e depositar LSMO no substrato aquecido. Nota: Usamos sputtering tempos de 5, 10, 30 e 60 s para quatro amostras.</li>
	<li>Feche o obturador. Desliga o poder do magnétron. Feche a válvula de gás e desligue a alimentação do aquecedor.</li>
	<li>Fixe as amostras à temperatura ambiente. Estranhamente, isso leva pelo menos duas horas neste sistema. Ventilação da câmara com nitrogênio seco, abri-lo e remover as amostras.</li>
</ol>3. GdBa2Cu3O7−δ deposição de filmes
<ol><li>Montar o GdBa2Cu3O7−δalvo na arma do magnétron e, em seguida, volte a montar a arma. Deposite qualquer filmes (Gd) BCO, usando etapas semelhantes às etapas de 1,4-2,8. Use a semelhantes condições de deposição de filmes (Gd) BCO quanto as nanopartículas LSMO, exceto pelo tempo de pulverização catódica, que deve ser de 30 min. Depois disso, o crescimento vai acabar, e próximo passo é o pós-recozimento.</li>
	<li>Diminuir a temperatura da amostra a 500° C. Em seguida, abra a válvula de gás para oxigênio para dar uma pressão da câmara de 75.000 PA. Segure as amostras a esta temperatura durante uma hora. Nota: A temperatura de 500 ° C e uma pressão da câmara de 75.000 Pa são para uniformemente alcançar LSMO nanopartículas.</li>
	<li>Fixe as amostras à temperatura ambiente. Ventilação da câmara com nitrogênio seco, abri-lo e remover as amostras.</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>

Os autores não têm nada para divulgar.

Aqui nós demonstramos que esse método pode ser usado para preparar LSMO nanopartículas ferromagnéticas de distribuição uniforme na SrTiO3 substratos do único-cristal (STO). Os filmes (Gd) BCO também podem ser depositados em ambos nus e LSMO decorados substrato STO. Com um ajustamento adequado dos parâmetros depositados, como temperaturas de crescimento e distância do alvo-substrato, este método deve ser útil para depositados diferentes tipos de magnéticos e não magnéticos partículas ou camadas, por exemplo, o ...

A manganita dopado com buraco La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO) tem propriedades únicas, tais como banda larga lacunas, metade-metálicos ferromagnetismo e emaranhados Estados eletrônicos, que oferecem oportunidades extraordinárias para potencial spintrônica aplicações1,2,3,4. Atualmente, muitos pesquisadores estão se esforçando para aproveitar as propriedades únicas do LSMO a habitar o movimento de vórtice para filmes supercondutores de alta temperatura (HTS), tais como (RE) Ba2Cu3O7−δ filmes (petróleo, RE = elemento de terra – raras)5,6,7,8,9,10,11,12. Nanoescala decoração das superfícies com nanopartículas ferromagnéticas substrato irá fornecer sites bem definidos para indução magnéticas de fixação centros de densidade esperada13,14. No entanto, a capacidade de controlar a densidade e a geometria das nanopartículas em superfícies altamente texturizadas, como substratos do único-cristal e altamente texturizados substratos metálicos é muito difícil. Mais comumente, nanopartículas são sintetizadas revestido em superfícies usando métodos de decomposição orgânica metal15e pulsada do laser deposição métodos16,17. Embora métodos de deposição do pulso do laser podem fornecer nanopartículas revestidas em vários substratos, é difícil perceber a deposição de nanopartículas homogênea de grande área. Quanto aos métodos de decomposição biológica de metal, eles são adequados para a deposição de grande área de nanopartículas. No entanto, as nanopartículas são frequentemente não-uniforme e facilmente danificadas por pequenas tensões físicas.
Entre estas técnicas, RF-magnetron sputtering tem muitas vantagens. Pulverização catódica tem uma taxa de deposição elevada, baixo custo e a falta de emissão de gases tóxicos. Além disso, é fácil de expandir a área de grande escala a substratos18,19. Este método fornece formação de etapa única de La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO) nanopartículas e as nanopartículas são fáceis de ser depositados sobre substratos do único-cristal. RF magnetron sputtering pode criar grande área nanopartículas uniformemente em uma variada gama de substratos, independentemente da textura da superfície e aspereza de superfície20. O controle de partículas pode ser alcançado por ajustar o tempo de pulverização catódica. Homogeneidade pode ser alcançada por ajustar a distância do alvo-substrato. A desvantagem de RF-magnetron sputtering é sua baixa taxa de crescimento para alguns óxidos21. Nesta abordagem, os átomos do alvo (ou moléculas) são atomizadas fora o alvo por íon argônio, e então nanopartículas são depositadas sobre substratos no vapor fase22. Ocorre a formação de nanopartículas sobre o substrato em um único passo23. Este método é teoricamente aplicável a quaisquer materiais, incluindo supercondutores de película fina película de resistência, filme de semicondutores, ferromagnética fina película etc. no entanto, até à data, relatórios sobre protocolos para depositar ferromagnéticos nanopartículas são muito escassas.
Aqui, demonstramos a deposição de GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi BICAMADA filmes em substratos de único-cristal SrTiO3 (STO) por RF magnetron sputtering método. Dois tipos de materiais de alvo, GdBa2Cu3O7−δ e La0,67Sr0,33MnO3 alvo são utilizados no processo. Substratos de único-cristal SrTiO3 (STO) foram revestidos com GdBa2Cu3O7−δfilmes e GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr 0,33 Filmes de BICAMADA quasi3 MnO.
Neste protocolo, GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi BICAMADA filmes são depositados junto do magnétron RF pulverização catódica em substratos STO (001). O diâmetro do alvo é 60 mm e a distância entre o alvo e substratos é cerca de 10 cm. Os aquecedores são bulbos posicionados a 1 cm acima os substratos. A temperatura máxima é de 850° C neste sistema de. Existem 5 diferentes substratos neste sistema. Sputtering GdBa2Cu3O7−δ/La0,67Sr0,33MnO3 quasi BICAMADA filmes do magnétron de RF consiste em duas etapas, que são a preparação de substratos e do magnétron RF processo de pulverização catódica. Uma imagem do sistema de pulverização catódica é mostrada na Figura S1.

<table><tbody><tr><td>Sistema de Deposição por Engasgo</td><td>Shenyang instrumentos científicos Limited by Share Ltd</td><td>Sob medida</td><td></td></tr><tr><td>SrTiO3 substrato de cristal único</td><td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td><td>Orientação epi-polida de um lado</td> <td>(001)</td></tr><tr><td>La0.67Sr0.33MnO3 alvo de pulverização catódica</td><td>Hefei Ke material de cristal technology Co., Ltd</td><td>Sob medida</td><td>60 mm de diâmetro</td></tr><tr><td>GdBa23O7&minus; &delta; Alvo de pulverização </td><td>Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd</td> Microscópio de Força Atômica de <td>60 mm de diâmetro</td><td>sob medida</td></tr><tr><td></td><td>Br&uuml; Difratômetro de</td> Raios-X ker <td>Dimension Icon</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Br&uuml; ker</td><td>D8 Descubra</td><td></td></tr><tr><td>o Sistema de Medição de Propriedades Físicas</td><td>Design Quântico</td><td>PPMS 9</td><td></td></tr></tbody></table>

rádio frequência magnetron sputtering do gdba2cu3o7−δ/ la0,67sr0,33mno bicamada de quase3 filmes em substratos de único-cristal srtio3 (sto)

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

Aqui, vamos demonstrar um método de revestimento ferromagnéticos La0,67Sr0,33MnO3 (LSMO) de nanopartículas (001) SrTiO3 (STO) substratos de único-cristal por rádio frequência (RF) magnetron sputtering. LSMO nanopartículas foram depositadas com diâmetros de 10 a 20 nm e alturas entre 20 e 50 nm. Ao mesmo tempo, não decorados (Gd) Ba2Cu3O7−δ ((Gd) BCO) filmes foram fabricadas em ambos e nanopartículas LSMO decorados usando sputtering do magnétron RF de substratos de STO. Este relatório também descreve as propriedades do GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 filmes de BICAMADA quasi estruturas (por exemplo, fase cristalina, morfologia composição química); magnetização, magneto-transporte e propriedades supercondutoras de transporte também foram avaliadas.

A espessura de filmes (Gd) BCO em ambos nus e LSMO decorados STO substrato foi 500nm, que foi medido por um perfilômetro de superfície. A espessura da película era controlada por pulverização catódica tempo. Figura 1a b mostra a imagem AFM de nanopartículas LSMO (sputtering tempo de 10 s) em substratos STO de único-cristal de 1,0 x 1,0 cm para provar que as nanopartículas LSMO cultivadas em substratos STO uniformemente. A superfície e medir a...

Aqui, apresentamos um protocolo para crescer LSMO nanopartículas e (Gd) BCO filmes em (001) SrTiO3 (STO) único-cristal substratos por rádio frequência (RF)-sputtering.

Rádio frequência Magnetron Sputtering do GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO BICAMADA de quase3 filmes em substratos de único-cristal SrTiO3 (STO)

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

Este método pode criar as nanopartículas LSMO uniformemente em um substrato de cristal único STO. Além disso, o filme GBCO pode ser obtido através do mesmo método na mesma câmara de vácuo. A principal vantagem desta tecnologia é que as nanopartículas LSMO com tamanho uniforme e filme GBCO supercondutor de alta qualidade podem ser depositadas na mesma câmara de vácuo.Este método pode fornecer informações sobre a área de deposição de filmes, área de crescimento de nanopartículas, etc. Também pode ser aplicado à deposição de filme de metal, deposição de nanopartículas de metal, etc. Este método permitirá que os pesquisadores se familiarizem com equipamentos de vácuo e aprendam mais sobre a tecnologia de crescimento de filmes.Primeiro, o óxido de titânio de titânio monostratos de estrôncio em isopropanol e água deionizada por 10 minutos cada um em temperatura ambiente em um banho ultrassônico. Em seguida, seque os substratos com nitrogênio. Isso promove a cobertura uniforme do substrato e a boa adesão ao filme.Monte os substratos STO 001 orientados em suportes de substrato com cola condutora em pó prateado. Coloque os suportes em uma câmara de vácuo. Monte um alvo LSMO em uma arma de injeção de magnetron, e depois remonte a arma.Teste a resistência com um ohmômetro para evitar um curto-circuito entre o magnetron e o escudo circundante. Em seguida, feche a câmara de vácuo e bombeie para baixo. Uma vez que o vácuo é inferior a uma vezes 10 a menos quatro pascals, aqueça o substrato a 850 graus Celsius usando uma taxa de aquecimento de 15 graus Celsius por minuto.Defina a distância do substrato alvo para oito centímetros. Em seguida, defina o controlador de fluxo de massa para 10 centímetros cúbicos padrão por minuto de oxigênio e cinco centímetros cúbicos padrão por minuto de argônio como o fluxo de gás de trabalho. Antes do depoimento, pré-sputter o alvo LSMO por 20 minutos a 30 watts.Para obter uma pressão de câmara de 25 pascals, ajuste a válvula de tala da bomba molecular. Se o valor instantâneo se tornar maior que 25 pascals, gire-o no sentido anti-horário. Se ele ficar menor que 25 pascals, gire-o no sentido horário.A seguir, verifique se a temperatura do substrato permanece em 850 graus Celsius e está estável. Aumente a potência do magnetron de 30 para 80 watts. Depois que o plasma estiver estabilizado, abra o obturador e deposite LSMO no substrato aquecido.Uma vez que o depoimento esteja completo, feche o obturador e desligue a energia do magnetron. Em seguida, feche a válvula de gás e desligue a energia do aquecedor. Depois de resfriar as amostras à temperatura ambiente, desabassize a câmara com nitrogênio seco.Em seguida, abra a câmara e remova as amostras. Monte o alvo de oxigênio de cobre de gadolínio bário na pistola de injeção de magnetron, e depois remonte a arma. Deposite os filmes de oxigênio de cobre de bário gadolínio como descrito anteriormente, usando condições semelhantes, exceto pelo tempo de sputtering, que deve ser de 30 minutos.Em seguida, diminua a temperatura da amostra para 500 graus Celsius. Em seguida, abra a válvula de gás para oxigênio para dar uma pressão de câmara de 75.000 pascals, e segure as amostras a esta temperatura por uma hora. Depois de resfriar as amostras à temperatura ambiente, desabassize a câmara com nitrogênio seco.Em seguida, abra a câmara e remova as amostras. A imagem AFM de uma nanopartícula LSMO em substratos STO mostra crescimento uniforme. Os padrões XRD de filmes de oxigênio de cobre de bário gadolínio fabricados em substratos STO não decorados e nanopartículas LSMO são mostrados aqui.A temperatura de transição supercondutora foi próxima de 90,5 kelvin para o filme de oxigênio de cobre de gadolínio e 90,3 kelvin para os filmes da LSMO, o que indica que as nanopartículas não prejudicam a propriedade supercondutora para os filmes. Em comparação, a área de loop de histerese magnetização é muito maior, de zero a seis tesla, com 30, 50 e 77 kelvin para filmes fabricados em substratos decorados com LSMO. O filme de oxigênio de cobre de bário gadolínio depositado em um substrato decorado pela LSMO possui uma densidade de corrente crítica mais alta de 1,3 a seis tesla a 30 kelvin e de zero a seis tesla em 77 kelvin.Com 30 kelvin, a amostra decorada tem uma densidade de força de fixação maior acima de 1,3 tesla. Aos 77 kelvin, a densidade mudou para um valor H mais alto para a amostra decorada. A dependência angular da densidade de corrente crítica em 3 tesla e 77 kelvin para o filme decorado pelo LSMO mostra um aumento ao longo do eixo C, sugerindo que ele é mais eficaz em uma orientação de campo magnético paralela à direção do eixo C.Este método envolve muitas etapas e detalhes, por isso a demonstração visual é fundamental para entender e dominar esse método. Após seu desenvolvimento, este método permite o depósito de filmes de óxido e nanopartículas, bem como filmes de metal e nanopartículas. Após seu desenvolvimento, este método permite o depósito de filmes de óxido e nanopartículas, bem como filmes de metal e nanopartículas.

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