鉍鉀鈣銅氧膜

鉍鍶鈣銅氧膜是指由鉍鍶鈣銅四種或四種以上元素與氧原子組成的化合物超導薄膜。零電阻溫度為110K，比釔鋇銅氧膜高20K，有利於薄膜的套用。

基本介紹

• 中文名：鉍鍶鈣銅氧膜
• 外文名：BiSrCaCuO film
• 學科：材料工程
• 領域：工程技術

簡介

鉍鍶鈣銅氧膜是指由鉍鍶鈣銅四種或四種以上元素與氧原子組成的化合物超導薄膜。

結構原理

零電阻溫度為110K，比釔鋇銅氧膜高20K，有利於薄膜的套用。在液氮溫度77K工作時，由於距離它的溫度值較遠，即T /T_c值小，可提高超導性能。但是，Bi系超導薄膜含有幾個結晶相，按鉍鍶鈣銅的順序原比比分別為2201,2212,2223，三個相，2223相屬於110K高T相，2212相的T為80K，2201相的T只有20K ，2223高溫超導相存在的溫區很窄。用Pb部分取代Bi可增加2223相所占的比例並改善晶粒間的連線，能顯著地改進超導性。它可用單槍離子束濺射製備。

薄膜組分

薄膜組分為1.96/0.81/2.141.7/4.26是非晶態的，不超導。退火後樣品的組分為2. 04/0. 16/2. 0/1. 72/4.0,Pb的含量顯著降低。樣品含有2212與2223兩個相，具有明顯的C軸織構。樣品由片狀晶粒組成，臨界電流密度極低。另外，還有採用射頻磁控濺射法，化合物靶的成分為Bi:Sr:Ca:Cu=4.4:1:1:1.5，基片為(100 ) MgO，加熱到700 攝氏度，Ar與氧氣的比例為4/1，在經過900攝氏度 , 60分鐘退火後，溫度達到90K。該薄膜為C軸織構。2223高溫超導相為主。

優點及不足

用分子束外延設備，基片為(100)SrTiO₃或(100) MgO,溫度為650攝氏度，生長速度在50 - 100nm/h，生長出的薄膜在五百平方納米麵積上不平整度小於1nm ,屬於原子級的平整度不需要退火，溫度達85K。儘管分子束外延法可以生長出平整的2223相結構，但是其超導性能還遠遠未達到2223高T相的性能。