a,b轴外延生长Bi系高温超导薄膜的制备研究

本研究综合运用薄膜生长机制分析、计算机模拟与实验等方法，制备具有a,b轴外延生长特性Bi系高温超导薄膜。通过计算机模拟，分析在槽形表面薄膜的生长过程与槽表面状态的关系及条件，参考模拟结果对衬底表面进行离子刻蚀刻改形处理，进而在该衬底上利用分子束外沿的方法进行制膜实验，最终获得具有在垂直与薄膜表面方向的超导相干长度长、本征约瑟夫森电流平行于表面等特牲的Bi系高温超导a,b轴外延生长薄膜。本研究的意义就在于解决了由于沿c轴外延生长Bi系高温超导薄膜在垂直与薄膜表面方向的相干长度短和相对粗糙表面形貌而不能满足积层式约瑟夫森接条件的问题；由于沿c轴外延生长薄膜表面与约瑟夫森电流方向相互垂直所导致在本征约瑟夫森效应研究中很难精确控制及测量结的数量的问题，使具有较高相变温度、强各向异性、不含稀有或有毒元素的Bi系高温超导体在超导电子学应用研究的难度大大降低，为约瑟夫森及本征约瑟夫森器件的研究新辟途径。