學位論文
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Item 磁控濺鍍高溫超導釔鋇銅氧薄膜臨界電流密度及表面電阻特性之研究(2022) 陳奕竹; Chen, Yi-Chu本實驗研究利用磁控濺鍍系統於鈦酸鍶(SrTiO3)(001)基板上成長釔鋇銅氧(YBa2Cu3Oy,YBCO)薄膜，以功率90 W、720°C、時間3.5小時與壓力400 mtorr條件下製程，經由X-ray繞射儀量測確認YBCO晶體結構及生長方向後，利用四點量測電阻對溫度( R–T diagram )測得臨界溫度(critical temperature , Tc)，可得為沿c軸方向生長、厚度為278 nm、Tc為86.92 K的釔鋇銅氧超導薄膜，後續對薄膜進行光學微影酸蝕刻，利用電性方法測得臨界電流(critical current, Ic)，換算得臨界電流密度(critical current density , Jc)，在80 K時電流密度為1.4×104 A/cm2，利用定溫下外磁化強度(M)與外加磁場(H)之關係，獲得上下臨界磁場(Hc1、Hc2 )，計算出穿透深度(penetration depth,λ)、相干長度(coherence length,ξ)，結果與參考文獻接近。透過SQUID系統量測磁滯曲線，藉由Bean model公式推算出臨界電流密度(critical current density , Jc)，80 K時可達3x105 A/cm2，將電流密度(Jc)換算成表面電阻(Rs)，電阻值與參考文獻接近，同時也運用High Frequency Structure Simulator(HFSS)模擬軟體，模擬蝕刻後不同微帶線長與寬情況下表面電阻，模擬最佳化電阻值與磁性量測時77-80 K之電阻值數量級一致。經由上述實驗結果顯示可獲得高品質之釔鋇銅氧薄膜。Item MgB2超導薄膜研製與微橋製作(2005) 徐泓璋摘要 為了研製MgB2的微橋，利用磁控濺鍍及在自行設計的不銹鋼盒內作高溫退火，在Al2O3的基座上生成MgB2薄膜。目前所製得的最佳MgB2薄膜其超導臨界溫度（Tc）約為24 K，ΔT約為2 K，表面平坦度為8 nm。該等薄膜看起來有約500 nm結晶顆粒，但不具六角形晶粒。從X光繞射分析譜與硼的K-edge近緣X光吸收光譜確認目前的樣品為MgB2薄膜。 利用紫外光微影蝕刻（UV-light lithography）製程製作線寬為3 μm與4 μm的MgB2微橋，由測量電阻率隨溫度變化曲線可見臨界溫度下降約3 K及ΔT變大至約5 K。 使用電子束微影蝕刻（E-Beam lithography）製程製作出線寬為0.5 μm、10 μm與20 μm的MgB2微橋，同樣的也使用賓州大學製作的MgB2薄膜（Tc為41 K，ΔT～ 0.2 K），作出10 μm與20 μm的MgB2微橋。兩相比較，發現我們製作的薄膜，其Tc的下降及ΔT的變大均比賓州大學製作的來的差，可見得結晶顆粒的大小及樣品內雜質的多寡對蝕刻後的樣品品質有影響。就10 μm微橋的臨界電流密度（Jc）來作比較，發現我們樣品的Jc比賓州大學樣品的Jc來的差。