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Radio frequenza Magnetron Sputtering di GdBa₂Cu₃O_7−δ/ La_0.67Sr_0.33MnO₃ quasi-bilayer film su substrati di singolo-cristallo di SrTiO₃ (STO)

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.