釔鋇銅氧高溫超導薄膜製作及其在紅外線偵測方面之應用

Abstract

吾人使用自製之單靶式直流濺射鍍膜系統，以38毫米直徑之YBa Cu Oy 之塊材為靶， 再將基板溫度控制在 680至 690℃之間，為了防止反濺鍍(back-scattering) 效應， 選擇成長壓力在700mTorr高壓下進行，氧氣與氬氣的流量比為一比五，所得成長速率 為0.5 埃，並將濺鍍所得之薄膜，在氧的氣氛下，經由適當的退火處理可得到臨界溫 度在89°K 的高品質 C軸方向之鏡面薄膜。此外，這些成長所得之薄膜，再以光製版 術及化學蝕刻法製成蜿蜒狀的微橋，經由波長為0.94微米之紅外線脈波照射，在脈波 頻率為20赫芝之下，可得到每單位入射功率 6.1伏特之響應，這個響應純綷是由熱效 應所造成，並未發現有超導電子對因受光破壞而造成之量子現象。經由實驗分析可知 ，此種吸放熱機制用於紅外線偵測，其反應延遲約在 0.1毫秒範圍，與量子效應反應 延遲（約若干毫微秒）比較起來，似乎是慢了一些，而且如欲改進其頻率響應，基板 的選擇、薄膜的品質以及偵測器的形狀，都必須做一併的考量。在這實驗中，我們選 擇了MgO 及SrTiO 兩種基板做比較，發現有若干非正常的現象，值得特別加以討論。 本論文在此提出若干可能的原因加以解釋，希望能對此種吸放熱效應提供更深一層的 認識。