薄膜厚度对La1.85Sr0.15CuO4薄膜结构和超导电性的影响.pdfVIP

第 57卷 第 11期 2008年 11月 物 理 学 报 V01．57，No．11，November，2008 1000—3290／2008／57(11)／7257—05 ACIAl PHYSICA SINICA ⑥2008Chin．Phys．Soc． 薄膜厚度对 La1．85Sr0-l5CuO4薄膜结构 和超导 电性的影响* 祖 敏 张鹰子 闻海虎 (中国科学院物理研究所超导 国家重点实验室 ，北京 100190) (2008年4月 22日收到；2008年 5月 1213收到修改稿) 使用直流同轴磁控溅射法 ，在 srTi03(STO)衬底上成功制备出 c取向的IJa Sro ． 。 Cu04(LSCO)超导薄膜 ．通过电 输运测量系统和 x射线衍射仪研究了薄膜厚度对 LSCO(=0．15)薄膜电学性质和晶体结构的影响．实验证明随着 膜厚增加 ，(006)衍射峰的半高宽(FullWidthatHalfMaximum，FWHM)逐渐减小，薄膜的取 向性增强，与此 同时，薄膜 的超导转变温度 逐渐提高． 关键词 ：La ． Sro，CuO 薄膜 ，超导 电性 ，晶体结构 PACC：7475，7470L，61O0 左右提高至33K左右 ．Cieplak等 用脉冲激光沉积 1．引 言 法在 SrLaA104(SLAO)基片上制备 LSCO薄膜，随着 膜厚增加 ，薄膜 逐渐增大至一个最大值 ：“，当 自从 1986年发现高温超导体 以来，科学界对 膜厚为40nm时， 可达到 ：“的80％．Cieplak等 一 srcuo4单晶和薄膜展开了大量研究工作 ，这 实验表明生长在 STO基片上的LSCO薄膜 ，其 也 是 由于其简单的晶体结构，并且载流子浓度可在很 随着膜厚增加至一个最大值 ． 宽的范围内被调制n．这些研究中一个重要课题是 膜厚也对薄膜 的晶体结构有一定影响 ．Dam 制备出高质量的 c取 向LSCO薄膜 ，因为具有平滑 等 使用 脉 冲激 光沉 积法在 STO基 片上制 备 表面和 良好电学性质 的 I_SCO薄膜有望投人到实际 YBa2Cu07一。(YBCO)薄膜 ，测量了不同厚度 YBCO薄 应用中． 膜(005)衍射峰的摇摆 曲线，结果显示(005)峰摇摆 选择合适的衬底是获得高质量薄膜的关键 ，衬 曲线 的半高宽 FWHM 随膜厚增加而减小 ．Cieplak 底对薄膜的电学性质有重大影响 ．I_SCO薄膜的 等 使用脉冲激光沉积法在 SLAO基片上制备 出一 制备是在较高的温度下进行的，这要求衬底和薄膜 系列 I．SCO薄膜 ，测量了 LSCO(008)衍射峰的半高 直接没有或很少扩散 ，而且晶格常数要求与薄膜相 宽，实验结果显示 C值与 (008)峰的FWHM存在线 匹配 ．LSCO属于赝 四方结构 ，。=b=3．784~／，C= 性关系，作者认为，对 于 c值 比较大 的薄膜 ，其 13．212A，我们使用 (100)取 向的SrTiO (STO)基片， FWHM也比较小 ，薄膜与基片间的应力逐渐被释放 ， STO属于立方结构 ，n=3．905A，晶格失配度仅为 而对于C值比较小的薄膜 ，无应力释放 ． 3．2％，基片为薄膜提供张应力 ]．薄膜厚度也会对 我们通过直流