Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

תדר רדיו מגנטרון התזה של GdBa2Cu3O7אלפא/ La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 bilayer קוואזי סרטים על מצעים יחיד-קריסטל3 (STO) SrTiO

doi: 10.3791/58069 Published: April 12, 2019

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגדול LSMO חלקיקים, (Gd) בוסקו סרטים על SrTiO (001)3 (STO) מצעים יחיד-קריסטל על ידי גלי רדיו (RF)-התזה.

Abstract

. הנה, נדגים שיטה של ציפוי פרומגנטי La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית חלקיקים3 (LSMO) על מצעים יחיד-קריסטל3 (STO) SrTiO (001) על ידי התזה המגנטרון בתדר רדיו (RF). LSMO חלקיקים הופקדו עם קטרים מ- 10 עד 20 ננומטר, גבהים בין 20 ל-50 ננומטר. במקביל, ללא מידע ספציפי (Gd) Ba2Cu3O7אלפא ((Gd) בוסקו) סרטים זוייפו. על שניהם ומעוצבים LSMO nanoparticle סובסטרטים STO באמצעות מגנטרון RF התזה. דו ח זה גם מתאר את המאפיינים של GdBa27Cu3Oאלפא/ La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 bilayer קוואזי סרטים מבנים (למשל, גבישי שלב, מורפולוגיה הרכב כימי); מגנוט, מגנטו-תחבורה ומאפיינים תחבורה מוליך-העל הוערכו גם.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Manganite מסטול-חור La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 (LSMO) יש מאפיינים ייחודיים כגון פס רחב פערים, פרומגנטיות חצי-מתכתי, ולא מסובכת הברית אלקטרונית, אשר מספקים הזדמנויות יוצאת דופן עבור פוטנציאל spintronic יישומים1,2,3,4. כיום, חוקרים רבים הם משתדלים לנצל את תכונותיו הייחודיות של LSMO וצריך התנועה מערבולת לסרטים (HTS) למוליכת על טמפרטורה גבוהה, כגון (מחדש) Ba2Cu3O7אלפא סרטים (REBCO, RE = נדיר – אלמנט האדמה)5,6,7,8,9,10,11,12. ננו קישוט של משטחים המצע עם חלקיקים פרומגנטי תספק אתרים מוגדרים היטב עבור גרימת מגנטי להצמדת מרכזי של צפיפות הצפויה13,14. עם זאת, היכולת לשלוט על צפיפות וגיאומטריה של חלקיקים על משטחים בעלי מרקם חזק, כמו למשל על יחיד-קריסטל מצעים ותערובות מתכת בעלי מרקם חזק קשה מאוד. ולרוב, חלקיקים הם מסונתז מצופה על משטחים באמצעות שיטות פירוק אורגניים מתכת15ו פעמו לייזר התצהיר שיטות16,17. למרות הדופק לייזר התצהיר שיטות יכול לספק חלקיקים מצופה על מצעים שונים, קשה להבין את התצהיר חלקיקים הומוגנית שטח גדול. לגבי שיטות פירוק אורגניים מתכת, הם הולם שטח גדול הפקדת חלקיקים. עם זאת, חלקיקים הם לעתים קרובות לא אחידה ולהיפגע בקלות על ידי לחצים פיזיים קטנים.

בין שיטות אלה, RF-מגנטרון sputtering יש יתרונות רבים. Sputtering יש קצב התצהיר גבוהה, בעלות נמוכה, חוסר פליטת גז רעיל. כמו כן, קל להרחיב בקנה מידה גדול באזור סובסטרטים18,19. שיטה זו מספקת היווצרות צעד אחר צעד של La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 (LSMO) חלקיקים, חלקיקים קלים למוסרם על מצעים יחיד-גביש. Sputtering מגנטרון RF יכול ליצור חלקיקים שטח גדול בצורה אחידה על מגוון רחב של מצעים, ללא התחשבות מרקם פני השטח, חספוס פני שטח20. הפקד חלקיק יכולה להיות מושגת על ידי שינוי הזמן המלהגים. הומוגניות יכולה להיות מושגת על ידי התאמת מרחק היעד-המצע. החיסרון של sputtering RF-המגנטרון הוא קצב הצמיחה שלה נמוך יותר עבור חלק תחמוצות21. בגישה זו, היעד אטומים (או מולקולות) הם בהיסוס מתוך המטרה על ידי ארגון יון ולאחר מכן חלקיקים מופקדים על מצעים אדי שלב22. היווצרות חלקיקים מתרחשת על המצע צעד בודד23. שיטה זו ישימה באופן תיאורטי על כל חומר כולל מוליך על סרט דק, הסרט ההתנגדות, מוליכים למחצה סרט, סרט דק פרומגנטי וכו אולם, נכון להיום, דוחות אודות הפרוטוקולים עבור הפקדת פרומגנטי חלקיקים הם נדירים מאוד.

. הנה, נדגים בתצהיר של GdBa2Cu3O7אלפא/La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 bilayer קוואזי סרטים על מצעים יחיד-קריסטל3 (STO) SrTiO על ידי RF sputtering מגנטרון השיטה. שני סוגים של חומרים היעד,2Cu3O7GdBaאלפא ו- La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 המטרה משמשים בתהליך. SrTiO3 (STO) יחיד-קריסטל סובסטרטים היו מצופיםאלפאGdBa Cu3O72סרטים ו- GdBa2Cu3O7אלפא/La0.67Sr 0.33 המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית3 סרטים bilayer החריגה.

ב פרוטוקול זה, GdBa27Cu3Oאלפא/La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית bilayer קוואזי3 סרטים מופקדים עם מגנטרון RF התזה על מצעים STO (001). הקוטר היעד הוא 60 מ"מ, המרחק בין המטרה לבין סובסטרטים הוא כ- 10 ס מ. מחממים הן נורות בעמדה 1 ס מ מעל סובסטרטים. טמפרטורה מקסימלית היא 850 מעלות במערכת זו,. ישנם 5 סובסטרטים במערכת זו. מגנטרון RF sputtering GdBa27Cu3Oאלפא/La0.67Sr0.33המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית bilayer קוואזי3 סרטים מורכבת משני שלבים, אשר הכנת מצעים, את המגנטרון RF תהליך המלהגים. תמונה של מערכת המלהגים מוצג באיור S1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. המצע והכנות היעד

הערה: סעיף זה מתאר את הכנת תא התצהיר לרעוד. להוציא ותערובות של גביש יחיד SrTiO3 (STO).

  1. השתמש 10 מ"מ x 10 מ"מ SrTiO3 (STO) יחיד-קריסטל סובסטרטים במהלך המגנטרון RF sputtering תהליך.
  2. ברצף לנקות את סובסטרטים אלכוהול איזופרופיל ובמים יונים למשך 10 דקות כל בטמפרטורת החדר באמבט אולטראסוני. אז יבש על מצעים עם חנקן, אשר לכיסוי אחיד של סובסטרט, הדבקות סרט טוב.
  3. הר של סובסטרטים STO (001) ב בעלי המצע עם דבק מוליך אבקת כסף. לטעון את אלה אל החדר ואקום.
  4. הר המטרה LSMO באקדח הזרקה מגנטרון ולאחר מכן להרכיב מחדש את האקדח. מבחן המחתרת עם מד התנגדות, כדי להימנע לקצר בין את המגנטרון המגן שמסביב. סגור שתא ואקום סגורה, משאבת למטה.
  5. לאחר שואב האבק הוא נמוך יותר מאשר עונה 1 פרק 10-4 הרשות הפלסטינית, מחממים את סובסטרטים 850 מעלות באמצעות קצב חימום של 15 ° C לדקה סט המרחק היעד-המצע 8 ס"מ.
  6. להגדיר את בקר זרימת מסה sccm 10 של O ו- sccm 5 של Ar עבודה זרימת הגז. להשתמש ב Ar / O מעורב גז כדי לשמור על יחס cationic O (3) עבור La0.67Sr0.33חומר3 המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית במהלך צמיחה.
  7. לפני מסירת התצהיר, מראש להתיז המטרה LSMO למשך 20 דקות וחצי וו גבוהה כוח יוביל סדקים היעד, באמצעות צריכת חשמל נמוכה יוביל יותר זמן על משטח נקי, אז אנחנו בוחרים 20 דקות ב-30 W.

2. LSMO Nanoparticle התצהיר

הערה: סעיף זה מתאר את הפקדת חלקיקים LSMO על ידי RF-מגנטרון התזה.

  1. כדי להשיג בלחץ הקאמרית של 25 הרשות הפלסטינית, להתאים את השסתום סד משאבת מולקולרית. אם הערך מיידית הופך להיות גדול יותר מ-25 הרשות הפלסטינית, לסובב אותו נגד כיוון השעון; אם זה הופך להיות קטן יותר 25Pa, לסובב אותו בכיוון השעון. המשך עד הלחץ נרגעו לערך יציב.
  2. בדוק טמפרטורת מצע נשאר ב 850 מעלות צלזיוס יציב.
  3. להגדיל את כוח קרוב מ-30 ל-80 W. להמתין 10 דקות, עד הפלזמה יציב.
  4. פתח הצמצם, להפקיד LSMO על המצע מחוממת.
    הערה: השתמשנו פעמים המלהגים של 5, 10, 30 ו- 60 s עבור הארבעה.
  5. לסגור את התריס. . כבה את הכוח המגנטרון סגור את השסתום גז, כבה את התנור כוח.
  6. מגניב הדגימות לטמפרטורת החדר. באופן חריג, זה לוקח לפחות שעתיים במערכת זו. לפרוק את התא עם חנקן יבש, לפתוח אותו, ולהסיר את הדגימות.

3. GdBa2Cu3O7−δ הסרט התצהיר

  1. לטעון את המטרה7−δGdBa Cu3O2באקדח מגנטרון, ואז להרכיב מחדש את האקדח. להפקיד כל הסרטים (Gd) בוסקו, באמצעות צעדים דומים לשלבים 1.4-2.8. להשתמש בתנאים דומים לעדות לסרטים (Gd) בוסקו באשר חלקיקים LSMO, מלבד הפעם המלהגים שאמור להיות 30 דקות. אחרי זה, הצמיחה יהיה מעל, הצעד הבא הוא חישול פוסט.
  2. ירידה לטמפרטורה מדגם 500 מעלות צלזיוס. . ואז, לפתוח את ברז גז חמצן לתת בלחץ הקאמרית של 75,000. אבא תחזיק את הדגימות בטמפרטורה זו למשך שעה אחת.
    הערה: הטמפרטורה של 500 ° C ולחץ הקאמרית של 75,000 הרשות הפלסטינית הם להשגת בצורה אחידה LSMO חלקיקים.
  3. מגניב הדגימות לטמפרטורת החדר. לפרוק את התא עם חנקן יבש, לפתוח אותו, ולהסיר את הדגימות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

העובי של סרטים (Gd) בוסקו על שניהם חשוף, LSMO מעוצבים STO המצע היה 500nm, אשר נמדדה על ידי profilometer פני השטח. עובי הסרט היה בשליטת בזמן sputtering. איור 1a b מציג תמונת AFM של ננו-חלקיק LSMO (התזה זמן של 10 s) ב- 1.0 ס"מ 1.0 ס"מ יחיד-קריסטל STO סובסטרטים להוכיח חלקיקים LSMO גדל על מצעים STO בצורה אחידה. פני השטח כדי למדוד את המראה המחוספס של הסרטים היה מאופיין על ידי מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) בעבודה הקשה מצב. הקוטר של חלקיקים LSMO אלה נע בין 10 ל- 20 ננומטר. הגובה שלהם נע בין 20 ל- 50 ננומטר. עם התאמה המתאימה של הפקיד פרמטרים, כגון צמיחה בטמפרטורות והמרחק היעד-המצע, טופוגרפיה משטח שונה ניתן להשיג, כפי שמוצג באיור 1 cd. בטמפרטורה נמוכה (650 מעלות צלזיוס), חלקיקים וקו מעורב הטופוגרפיה הושג, כפי שניתן לראות באיור 1 c. יתר על כן, מרחק היעד קטן-המצע (6 ס מ) יכול להוביל צפיפות גבוהה של חלקיקים LSMO עם גודל קטן (איור 1 d). המבנה של חלקיקים LSMO (sputtering זמן של 10 s), סרטים (Gd) בוסקו (איור 2) נמדד על ידי רנטגן diffractometer (XRD) מדידה עם קרינה Cu K פעלו בגיל 40 kV ו- 20 מא. איור 3, התוצאות יוצגו עבור שני מדגמים מייצגים (Gd) בוסקו כמתואר לעיל: סרטים (Gd) בוסקו על ללא מידע ספציפי ומעוצבים LSMO סובסטרטים. טמפרטורת המעבר מוליך-העל (Tc) הייתה קרובה K 90.5 לסרט GBCO טהור ו- K 90.3 לסרטים LSMO/GBCO. ערך Tc כמעט שווה זה מציין LSMO חלקיקים לא יפגעו המאפיין מוליך-העל (Tc) לסרטים (Gd) בוסקו. המדרון גבוה יותר לציין רוחב Tc קטנים יותר לסרט GBCO טהור לעומת סרטים LSMO/GBCO. לולאות היסטרזיס מגנוט עבור ששני מדגמים אלה מותווים באיור4. לשם השוואה, האזור לולאה M-H הוא הרבה יותר גדול מ- 0 עד 6 T ב- 30K לסרטים (Gd) בוסקו מפוברק על המצע LSMO מעוצבים. מגמה זהה גם נמצא ב 50 ו-77 ק

נציג J-H הפצות מוצגים גם עבור כל דגימה באיור5. עבור שדה מגנטי נתון, מחושבים אלה הפצות
Equation
איפה b הן אורך ורוחב של המדגם שנבדקו. שדה מגנטי, אשר הוא בניצב למטוס מדגם, < b, מוחלת במהלך התהליך. במקרה שלנו ו- b הם 3 מ מ ו- 4 מ מ, בהתאמה. הסמלים ΔM בנוסחה הוא ההפרש בין הערכים העליונים והתחתונים של לולאה היסטרזיס מגנטי לעבר אותו, כפי שמוצג באיור4. צפיפות הזרם קריטי, שלה dependences של שדה עזרה ייתן מידע נוסף עבור האפקט של חלקיקים LSMO על השטף הצמדה מאפיינים. נתונים אלו ב איור 5a מציע כי הסרט (Gd) בוסקו שהופקדו על המצע LSMO מעוצבים בעלי ערך גבוה יותר Jc מ 1.3 ל- 6 T-30 k יתרה מזאת, כפי שמוצג באיור 5b, הסרט (Gd) בוסקו מפוברק על LSMO מעוצבים המצע מראה ערך Jc גבוה יותר מ- 0 עד 6 T-K 77 שתי התופעות באיור 5 עולה כי קיים מנגנון הצמדה נוספים בסרטים (Gd) בוסקו על מצעים LSMO מעוצבים. . קראנו לו כמו הצמדת מגנטי, אשר בשל חלקיקים LSMO שהופקדו על המצע.

צפיפות כוח הצמדה מחושב על ידי Fp = Jc × B. התוצאה המחושבת מוצג באיור 6ab. ישנה נקודת המעבר 1.3T עבור ערך Fp (מקס)-30 K (איור 6a), שמעליה, המדגם מעוצבים יש ערך Fp הגדול. הערך (מרבית) Fp 77K להתגורר ערך H גבוה יותר (מ- 0.6 T כדי 2.5 T) עבור מדגם עם קישוט, אשר מוצג באיור 6b. הבדל זה גם מציין שונים הצמדה מנגנונים לסרט (Gd) בוסקו עם ובלי קישוט LSMO.

מדדנו את התלות צפיפות זרם קריטי כיוון השדה המגנטי להשגת מידע מעניין נוסף על המערבולת הצמדה מאפיינים. איור 7 מציג את התלות זוויתי של Jc-0.3T ו- 77 K לסרט (Gd) בוסקו עם ובלי קישוט LSMO. הוא נמצא כי הגידול הבולט ביותר של Jc היא לאורך הציר-c. זה מרמז כי זה יותר יעיל כיוון השדה של H / / c LSMO מעוטר בסרט (Gd) בוסקו. בשביל להסביר את התופעה, אנחנו מראים שרטוט ב שיבוץ של איור 7, אשר מראה threading וחבישה שנוצר ב- H / / c כיוון. אנו מאמינים כי השרשור וחבישה לאורך ציר ה-c-סרט (Gd) בוסקו עם קישוט LSMO אחראי על תופעה זו.

Figure 1
איור 1: תמונה מיקרוסקופית כוח אטומי של ננו-חלקיק LSMO מעוצבים STO סובסטרטים. (א) תמונה דו-ממדית, תמונה תלת-ממדית (ב), (ג) 3D תמונת מדגם גדל בטמפרטורה נמוכה (650 מעלות צלזיוס) ותמונה 3D (ד) מדגם גדל ממרחק היעד קטן-המצע (6 ס מ). הודפס מחדש באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: דפוס XRD (Gd) בוסקו דק סרטים מפוברק על ללא מידע ספציפי ומעוצבים LSMO nanoparticle STO סובסטרטים. הודפס מחדש באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3: DC מגנוט מדידות של המעבר מוליך-העל Tc עבור (Gd) בוסקו דק סרטים מפוברק על ללא מידע ספציפי ומעוצבים LSMO nanoparticle STO סובסטרטים. הודפס מחדש באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4: מגנוט לולאות היסטרזיס עבור (Gd) בוסקו דק בסרטים ללא מידע ספציפי ומעוצבים LSMO nanoparticle STO סובסטרטים בטמפרטורות שונות שלושה. (א) 30 K, (b) 50 K ו- (ג) 77 ק... הודפס מחדש באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 5
איור 5: שדה התלות של Jc (צפיפות הזרם קריטי) עבור סרטים רזה (Gd) בוסקו על ללא מידע ספציפי ומעוצבים LSMO STO סובסטרטים-K 30 (א) ו- (ב) 77 ק' הודפס מחדש באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 6
איור 6: וריאציה של Fp כפונקציה של השדה המגנטי יישומית לסרטים (Gd) בוסקו שהופקדו על מצעים STO ללא מידע ספציפי ומעוצבים LSMO-ננו-חלקיק. () 30 K ו- (b) 77 ק' Reprinted באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 7
איור 7: התלות של Jc-0.3 T ו- 77 K הכיוון של השדה המגנטי יישומית, יחסית כיוון נורמלי של הסרט. שיבוץ מראה תרשים סכמטי של השחלה וחבישה שנוצר לאורך ציר ה-c-LSMO מעוטר בסרט (Gd) בוסקו דק. הודפס מחדש באישור עבודה קודמות12. זכויות יוצרים Elsevier 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 7
S1 איור: תמונה של RF התזה המערכת. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

כאן אנחנו הוכיחו כי ניתן להשתמש בשיטה זו כדי להכין LSMO חלקיקי פרומגנטי של התפלגות אחידה על SrTiO3 מצעים יחיד-קריסטל (STO). הסרטים (Gd) בוסקו גם ניתן להפקיד על שניהם חשופים ומעוצבים LSMO STO המצע. עם התאמה המתאימה של הפקיד פרמטרים, כגון צמיחה בטמפרטורות והמרחק היעד-המצע, שיטה זו צריך להיות שימושי עבור ההפקדות סוגים שונים של מגנטי ולא מגנטיים חלקיקים או שכבות, לדוגמה, מנכ ל2, YSZ ( איטריום מיוצב זרקוניה)24, איטו (תחמוצת אינדיום בדיל).

שלב קריטי בפרוטוקול זה הזמן המלהגים הפקדת חלקיקים LSMO. בפרוטוקול, צורך בהשגחה המלהגים. אם השעה המלהגים יותר מדי זמן, זה יהוו סרט דק LSMO רציף לא חלקיקים. מצד שני, אם הזמן המלהגים הוא קצר מדי, הצפיפות של חלקיקים LSMO אינה מספיקה, זה ישפיע על היכולת נשיאה הנוכחי של הסרטים הטובים GBCO. הסרטים GBCO, על מנת להשיג epitaxy, השימוש של מצע קריסטל יחיד נדרשת. במקרה שלנו, LSMO חלקיקים לא צריך להשיג את epitaxy, אבל צריך רק צפיפות גבוהה בגובה המתאים כדי לשפר את מאפייני מוליך על העליונה של GBCO. בדו ח זה, פעמים המלהגים משמשים כדי לשלוט המורפולוגיה שונים עבור חלקיקים LSMO.

חסרון אחד לשכת התצהיר שלנו הוא כי כי אין חיישן QCM (גביש קוורץ microbalance) ב באתרו , אנחנו לא יכולים לפקח בזמן אמת את עובי הסרט ואת התצהיר במהלך תהליך הצמיחה. במקרה שלנו, העובי של סרטים GBCO יכול להיות נשלט על ידי התזה פעמים. הקצב התצהיר של הסרטים GBCO המובאת כאן היא כ-15 ננומטר/min. לבסוף, כאמור במבוא, הזיוף של חלקיקים LSMO שבוצעה בהצלחה מושגת על ידי שיטות או פירוק אורגניים מתכת (MOD) או פעמו לייזר התצהיר שיטות (לחמש נשקים). השיטה לחמש נשקים בעל המחירים התצהיר איטית יותר, והוא דורש השקעה גדולה יותר, תוך שיטת MOD תוצאות חלקיקים אחיד הפצה, רבייה נמוך. בנוגע RF sputtering התצהיר, זה יכול לספק חלקיקים עם התפלגות אחידה, השקעה נמוכה יותר ביחס שיטה. לחמש נשקים. כמו כן, הליך התצהיר ננו-חלקיק יכול להיות קנה המידה-up כדי להרגיע משטחים גדולים יותר בקלות.

לסיכום, נדגים שיטה המלהגים RF עם אשר כדי ליצור חלקיקים LSMO פרומגנטי STO המצע ולאחר GBCO סרטים מוליך-העל על חשופות ומעוצבים LSMO STO המצע. אלה חלקיקים LSMO פרומגנטי יש מעולם לא היה מסונתז על ידי RF sputtering התצהיר לפני. שיטה זו RF המלהגים ניתן המעיל חלקיקים בצורה אחידה על SrTiO3 (STO) יחיד-קריסטל סובסטרטים או מצעים עם מרקם גבוהה עם צפיפות החלקיקים שונים, גודל17,25. תכונה זו מאפשרת עבור יישומים עתידיים של RF sputtering חלקיקים פרומגנטי במכשירים אלקטרוניקה על מצעים יחיד-קריסטל או גמיש, מאוד עם מרקם סובסטרטים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (מס 51502168; No.11504227) ושל קרן מדעי הטבע העירוני שנגחאי (No.16ZR1413600). המחברים יידע במעבדה אנליטית אינסטרומנטלית ניתוח מרכז של שנגחאי ג'יאו טונג ואוניברסיטת Ma-tek לסיוע טכני המוסמכת.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sputter Deposition System Shenyang scientific instruments Limited by Share Ltd Bespoke
SrTiO3 Single Crystal Substrate Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd Single-sided epi-polished (001) orientation
La0.67Sr0.33MnO3 sputtering target Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd Bespoke 60 mm diameter
GdBa2Cu3O7δ sputtering target Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd Bespoke 60 mm diameter
Atomic Force Microscope Brüker Dimension Icon
X-ray Diffractometer Brüker D8 Discover
Physical Property Measurement System Quantum Design PPMS 9

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gong, J., Zheng, D., Li, D., Jin, C., Bai, H. Lattice distortion modified anisotropic magnetoresistance in epitaxial La0.67Sr0.33MnO3 thin films. Journal of Alloys and Compounds. 735, 1152-1157 (2018).
  2. Wang, J., Han, Z., Bai, J., Luo, B., Chen, C. Magnetoelectric coupling in oxygen deficient La0.67Sr0.33MnO3-δ/BaTiO3 composite film. Physica B: Condensed Matter. 534, 141-144 (2018).
  3. Duan, Z., et al. Facile fabrication of micro-patterned LSMO films with unchanged magnetic properties by photosensitive sol-gel method on LaAlO3 substrates. Ceramics International. 42, (12), 14100-14106 (2016).
  4. Xu, P., Huffman, T. J., Kwak, I. H., Biswas, A., Qazilbash, M. M. Temperature dependent infrared nano-imaging of La0.67Sr0.33MnO3 thin film. Journal of Physics-Condensed Matter. 30, (2), (2018).
  5. Bulaevskii, L. N., Chudnovsky, E. M., Maley, M. P. Magnetic pinning in superconductor-ferromagnet multilayers. Applied Physics Letters. 76, (18), 2594-2596 (2000).
  6. Chen, C. Z., et al. Flux pinning of stress-induced magnetic inhomogeneity in the bilayers of YBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3−δ. Journal of Applied Physics. 106, (9), 093902 (2009).
  7. Chen, C. Z., et al. Robust high-temperature magnetic pinning induced by proximity in YBa2Cu3O7−δ/La0.67Sr0.33MnO3 hybrids. Journal of Applied Physics. 109, (7), 073921 (2011).
  8. Huang, J., et al. Magnetic properties of (CoFe2O4)x:(CeO2)1−x vertically aligned nanocomposites and their pinning properties in YBa2Cu3O7−δ thin films. Journal of Applied Physics. 115, (12), 123902 (2014).
  9. Lange, M., Bael, M. J. V., Bruynseraede, Y., Moshchalkov, V. V. Nanoengineered Magnetic-Field-Induced Superconductivity. Physical Review Letters. 90, (19), 197006 (1970).
  10. Rakshit, R. K., Budhani, R. C., Bhuvana, T., Kulkarni, V. N., Kulkarni, G. U. Inhomogeneous vortex-state-driven enhancement of superconductivity in nanoengineered ferromagnet-superconductor heterostructures. Physical Review B. 77, (5), 052509 (2008).
  11. Guo, H., Ward, T. Z. Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides. Journal of Visualized Experiments. 77, e50573 (2013).
  12. Wang, Y., Li, Y., Liu, L., Xu, D. Improvement of flux pinning in GdBa2Cu3O7-delta thin film by nanoscale ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 pretreatment of substrate surface. Ceramics International. 44, (1), 225-230 (2018).
  13. Martín, J. I., Vélez, M., Nogués, J., Schuller, I. K. Flux Pinning in a Superconductor by an Array of Submicrometer Magnetic Dots. Physical Review Letters. 79, (10), 1929-1932 (1997).
  14. Morgan, D. J., Ketterson, J. B. Asymmetric Flux Pinning in a Regular Array of Magnetic Dipoles. Physical Review Letters. 80, (16), 3614-3617 (1998).
  15. Gutierrez, J., et al. Anisotropic c-axis pinning in interfacial self-assembled nanostructured trifluoracetate-YBa2Cu3O7−x films. Applied Physics Letters. 94, (17), 172513 (2009).
  16. Tran, D. H., et al. Enhanced critical current density in GdBa2Cu3O7-δ thin films with substrate surface decoration using Gd2O3 nanoparticles. Thin Solid Films. 526, (0), 241-245 (2012).
  17. Jha, A. K., Khare, N., Pinto, R. Interface engineering using ferromagnetic nanoparticles for enhancing pinning in YBa2Cu3O7-delta thin film. Journal of Applied Physics. 110, (11), (2011).
  18. Casotti, D., et al. Ageing effects on electrical resistivity of Nb-doped TiO2 thin films deposited at a high rate by reactive DC magnetron sputtering. Applied Surface Science. 455, 267-275 (2018).
  19. Li, Y., et al. Preparation of single-phase Ti2AlN coating by magnetron sputtering with cost-efficient hot-pressed Ti-Al-N targets. Ceramics International. 44, (14), 17530-17534 (2018).
  20. Mahdhi, H., Djessas, K., Ben Ayadi, Z. Synthesis and characteristics of Ca-doped ZnO thin films by rf magnetron sputtering at low temperature. Materials Letters. 214, 10-14 (2018).
  21. Shen, H., Wei, B., Zhang, D., Qi, Z., Wang, Z. Magnetron sputtered NbN thin film electrodes for supercapacitors. Materials Letters. 229, 17-20 (2018).
  22. Sinnarasa, I., et al. Influence of thickness and microstructure on thermoelectric properties of Mg-doped CuCrO2 delafossite thin films deposited by RF-magnetron sputtering. Applied Surface Science. 244-250 (2018).
  23. Thi-Thuy-Nga, N., Chen, Y. -H., Chen, Z. -M., Cheng, K. -B., He, J. -L. 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. Thin Solid Films. 1-8 (2018).
  24. Wang, Y., Xu, D., Li, Y., Liu, L. Texture and morphology developments of Yttria-stabilized zirconia (YSZ) buffer layer for coated conductors by RF sputtering. Surface & Coatings Technology. 232, 497-503 (2013).
  25. Petrisor, T. Jr, et al. Magnetic pinning effects of epitaxial LaxSr1-xMnO3 nanostructured thin films on YBa2Cu3O7-delta layers. Journal of Applied Physics. 112, (5), (2012).
תדר רדיו מגנטרון התזה של GdBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7</sub><sub>−</sub><sub>אלפא</sub>/ La<sub>0.67</sub>Sr<sub>0.33</sub>המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית<sub>3</sub> bilayer קוואזי סרטים על מצעים יחיד-קריסטל<sub>3</sub> (STO) SrTiO
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, Y., Li, Z., Liu, Y., Li, Y., Liu, L., Xu, D., Luo, X., Gao, T., Zhu, Y., Zhou, L., Xu, J. Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7−δ/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates. J. Vis. Exp. (146), e58069, doi:10.3791/58069 (2019).More

Wang, Y., Li, Z., Liu, Y., Li, Y., Liu, L., Xu, D., Luo, X., Gao, T., Zhu, Y., Zhou, L., Xu, J. Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7δ/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates. J. Vis. Exp. (146), e58069, doi:10.3791/58069 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter