利用準分子脈衝雷射蒸鍍法即時製備釔系高溫超導薄膜於鍍YSZ緩衝層之矽基板

Abstract

雷射製備釔系高溫超導薄膜於已鍍YSZ 緩衝層 (buffer layer) 之矽(100) 基板上 之最佳蒸鍍條件已被有系統底研究。吾人發現YSZ 緩衝層可於真空條件中即時以雷 射蒸鍍於矽基板上，且高品質的釔系高溫超導薄膜在不須破壞真空條件下可隨後被 蒸鍍於其上。吾人現已成功底於 YSZ/Si (100) 上製備出超導臨界溫度為85K;臨界 電流密度在77K ＞ 2.0×10□A/cm□，在20K ＞ 2.0×10 A/cm□的釔系超導薄膜 ，其中YSZ 緩衝層於 830℃製成，其厚度約800 埃。緩衝層的厚度和其即時退火處 理是獲得高品質釔系超導薄膜的重要條件。薄膜拉曼(Raman) 光譜分析進一步指出 YBCO/YSZ/Si(100)易形成弱軸向 (weak-epitaxy) 成長，因此YSZ 緩衝層厚度的控 制和其結晶性質為獲得高品質釔系超導薄膜之必要條件。基板╱緩衝層和超導薄膜 ╱緩衝層的界面反應對超導薄膜的影響亦加以討論。