CN105839056B - 一种铁基化合物超导薄膜的制备方法 - Google Patents

一种铁基化合物超导薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种铁基化合物超导薄膜的制备方法。把铁基超导化合物靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,在真空度低于9×10‑5Pa的环境下,以脉冲激光熔融铁基超导化合物靶材,并在加热的金属基带上沉积成膜。沉积过程中靶材和金属基带保持有距离;靶材和金属基带两者均保持自转。沉积完成后,降温至环境温度,形成铁基化合物超导薄膜。所述的金属基带为IBAD或RABiTS;金属基带的加热温度为350℃~950℃,沉积时间为50~200分钟,真空度低于9×10‑5Pa,激光能量密度为每脉冲100mJ~350mJ,靶材与金属基带之间的距离为3.5cm~5.5cm。所述的铁基超导化合物靶材为FeSe1‑xTex,0.1<x<0.9或Ba(Fe1‑xCox)2As2,0.05<x<0.9或BaFe2(As1‑xPx)2,0.1<x<0.9。

Description

一种铁基化合物超导薄膜的制备方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种铁基化合物超导薄膜的制备方法。

背景技术

[0002]铁基超导材料是日本东京工业大学Hosono教授研宄组于2008年首先在La [Oi—XFX] FeAs(x = 0.05-0.12)材料[iron—based layered superconductor La0i-xFxFeAs(x = 0.05-0.12)with Tc = 26K.J_Am_Chem.Sco.l30,3296-3297 (2008)]中报道的,具有26K的超导转 变温度。目前已在至少7中典型铁基材料结构中发现了超导电性,分别为“u”(FeSe及其掺 (LiFeAs’NaFeAs) ’“122”((Ba,Sr,Ca)Fe2AS2),“1111”(REFeAsO,RE =稀土元素), “32522”(Sr3Sc205Fe2AS2),“42622”(Sr4V206Fe2As2)和 “43822”(Ca4Mg308Fe2As2)等。铁基超导 材料是继铜氧化物高温超导材料发现之后,又一次高温超导材料的发现,对高温超导的物 理机制问题和应用领域产生了巨大影响。研究表明铁基超导材料具有非常高的上临界场、 不可逆场以及较小的各向异性,因此可以预期铁基超导材料在强电和弱电领域具有非常好 的应用前景。

[0003]高质量超导薄膜是超导器件应用及长线制备的基础。目前高质量铁基超导薄膜制 备方法以分子束外延方法为主,该方法在超高真空条件下,通过加热不同元素形成蒸气,在 单晶基底上沉积成膜。但分子束外延技术制备超导薄膜需要高质量单晶作为生长基底,而 单晶材料成本昂贵、生长工艺复杂,不适合大规模批量化生产及应用,且分子束外延设备成 本昂贵难以推广。

发明内容

[0004]本发明的目的是克服现有技术的缺点,提出一种铁基化合物超导薄膜的制备方 法。

[0005]本发明采用成本低廉的金属基带代替成本昂贵的单晶基底来生长铁基超导薄膜, 并克服了金属基带结晶性、取向性差的缺点,可以在金属基带上制备出高质量的铁基化合 物超导薄膜。本发明以脉冲激光外延沉积铁基化合物超导薄膜,激光脉冲外延以脉冲激光 熔融铁基超导化合物靶材,在高能激光作用下,将铁基超导化合物靶材減射出余辉,余辉在 金属基带上沉积成膜。本发明所制备的铁基超导薄膜能够实现实用化千米量级铁基化合物 超导长线带材的制备,以及基于铁基超导长线带材线圈的制备,所制备的薄膜具有非常高 的临界电流密度,可以满足l〇5A/on2的实用化要求,具有非常好的结构特征,面内面外取向 显著。

[0006] 本发明工艺步骤如下:

[0007] 把制备好的铁基超导化合物靶材放入脉冲激光外延沉积系统中;在真空度低于9 Xl(T5Pa的环境下,以脉冲激光熔融铁基超导化合物靶材,并在加热的金属基带上沉积成 膜。沉积过程中靶材和金属基带保持有距离;靶材和金属基带两者均保持自转;沉积完成 后,降温至环境温度,形成铁基化合物超导薄膜。

[0008] 所述的金属基带为IBAD或RABiTS。

[0009] 所述的金属基带的加热温度为35〇°C〜95〇°C,沉积时间为50〜200分钟,真空度低 于9乂10_¥&amp;,激光能量密度为每脉冲100111_1〜350111_1,靶材与金属基带之间的距离为3.5〇11〜 5.5cm〇

[0010] 所述的金属基带的自转速度为每分钟5°〜40°,靶材的自转速度为每分钟5°〜 45。。

[0011] 所述的铁基超导化合物祀材为FeSei—xTex,0 • 1 <x<0.9或Ba (Fei-xCox) 2As2,0.05<x< 0.9或BaFe2 (Asi-xPx) 2,0.1 <x<0.9。

附图说明

[0012] 图1为实施例1所制备的铁基化合物超导薄膜的X射线衍射图谱;

[0013]图2为实施例5所制备的铁基化合物超导薄膜的电阻-温度曲线。

具体实施方式 [0014] 实施例1

[0015]将FeSe〇.5TeQ.5铁基化合物超导祀材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至5X10_6Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为400°C,激光能量设定为每 脉冲320mJ。用脉冲激光熔融靶材,派射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟15 °的自转速率,RABiTS保持每分 钟25°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在4cm。沉积180分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0016]本实施例制备的FeSeQ.5TeQ 5铁基化合物超导薄膜的乂射线衍射图谱如图丨所示。如 图1所示,本实施例制备的FeSeo.sTeo.5铁基化合物超导薄膜没有其他杂相,说明面外取向性 好。

[0017] 实施例2

[0018]将Ba (FeoiCoo.o5) ―2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉 冲激光外延沉积系统抽真空至2 X l(T6Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为750。(:,激光能量 设定为每脉冲350mJ。用脉冲激光熔融靶材,濺射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在 RABiTS金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。減射过程中靶材保持每分钟25。的自转速 率,RABiTS金属基带保持每分钟3〇°的自转速率,靶材与RABiTS之间距离保持在4.5cm。沉积 12〇分钟后,沉积完毕,然后以每分钟l〇°C降的温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基 化合物超导薄膜。

[0019] 实施例3

[0020]将FeSeo.iTeo.9铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延系统抽真空至7X10-sPa,lBAD金属基带加热温度设定为45(TC,激光能量设定为每脉冲 300mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在金属基带上沉积成 铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟1〇。的自转速率,IBAD保持每分钟20。的 自转速率,靶材与〗從〇金属基带之间距离保持在5cm。沉积150分钟后,沉积完毕,然后以每 分钟15°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。

[0021] 实施例4

[0022]将Ba (Feo.gCoo」) Ass铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲 激光外延沉积系统抽真空至1 X l(T6Pa,IBAD金属基带加热温度设定为75(TC,激光能量设定 为每脉冲330mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在IBAD金属 基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溉射过程中靶材保持每分钟20°的自转速率,IBAD金属 基带保持每分钟40°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间距离保持在3.5cm。沉积160分钟 后,沉积完毕,然后以每分钟10°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超 导薄膜。

[0023] 实施例5

[0024]将FeSeo.sTeo.s铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至SX l(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为42(TC,激光能量设定为每 脉冲300mJ。用脉冲激光熔融靶材,戮射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。濺射过程中靶材保持每分钟25°的自转速率,RABiTS每分钟保 持35°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在4cm。沉积200分钟后,沉积完 毕,然后以5°C每分钟的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0025]本实施例制备的FeSeo.sTeo.5铁基化合物超导薄膜的电阻-温度曲线如图2所示。如 图2所示,本实施例所制备的FeSeo.sTeo.5铁基化合物超导薄膜具有较高的转变温度,能够达 到17.2K。

[0026] 实施例6

[0027]将BaFM (AsuPq.3) s铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至1 X 10_7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为700T,激光能量设定 为每脉冲320mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在RABiTS 基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。濺射过程中靶材保持每分钟5。的自转速率,RABiTS金 属基带保持每分钟10°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间距离保持在4cm。沉积170分 钟后,沉积完毕,然后以每分钟10°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物 超导薄膜。

[0028] 实施例7

[0029]将FeSeo.sTeu铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至2 X l(T7Pa,IBAD金属基带加热温度设定为350-C,激光能量设定为每脉 冲300tnJ。用脉冲激光熔融靶材,派射出的余辉扩散至〗從〇金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。派射过程中靶材保持每分钟10°的自转速率,IBAD金属基带保持每 分钟15°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在3.5cm。沉积100分钟后,沉积 完毕,然后以每分钟15°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0030] 实施例8

[0031] 将Ba (Feo.^Coo.。75) 铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉 冲激光外延沉积系统抽真空至3 X l(T6Pa,IBAD金属基带加热温度设定为725。(:,激光能量设 定为每脉冲340mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在IBAD金 属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟20。的自转速率,IBAD金 属基带保持每分钟40°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在3.5cm。沉积160 分钟后,沉积芫毕,然后以每分钟1〇 r的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合 物超导薄膜。

[0032] 实施例9

[0033]将BaFe2 (As。.lP。.9)2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至4X l(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为80(TC,激光能量设定 为每脉冲350mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在RABiTS 金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。觀射过程中靶材保持每分钟3〇。的自转速率, RABiTS保持每分钟2f5°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在5.5cm。沉积 50分钟后,沉积完毕,然后以每分钟HTC的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化 合物超导薄膜。

[0034] 实施例10

[0035] 将FeSeQ.iTe〇.9铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至5X l〇_7Pa,IBAD金属基带加热温度设定为375。(:,激光能量设定为每脉 冲200mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至18仙金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟45。的自转速率,IBAD金属基带保持每 分钟45°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在5cm。沉积50分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟10°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。

[0036] 实施例11

[0037] 将17^©^6!^.4铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至6 X l(T7Pa,IBAD金属基带加热温度设定为40(TC,激光能量设定为每脉 冲250mJ。用脉冲激光熔融靶材,派射出的余辉扩散至^仙金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟30°的自转速率,IBAD金属基带保持每 分钟5°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在3 • 5cm。沉积120分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0038] 实施例12

[0039] 将BaFe2 (Aso.sPo.4)2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至7 X l(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为85(TC,激光能量设定 为每脉冲35〇mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在RABiTS 计算基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。派射过程中靶材保持每分钟5。的自转速率, RABiTS金属基带保持每分钟40°的自转速率,靶材与RABiTS之间的距离保持在5.5cm。沉积 150分钟后,沉积完毕,然后以每分钟l(TC的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基 化合物超导薄膜。

[0040] 实施例13

[0041]将Ba (Feo.gCoo.O Mss铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲 激光外延沉积系统抽真空至8 X l(T6Pa,IBAD金属基带加热温度设定为90(TC,激光能量设定 为每脉冲275mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至〗从〇金属基带上,在IBAD金属 基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。漉射过程中靶材保持每分钟15 °的自转速率,I BAD金属 基带保持每分钟30°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在4cm。沉积200分钟 后,沉积完毕,然后以每分钟10°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超 导薄膜。

[0042] 实施例14

[0043]将FeSe〇.8Teo.2铁基化合物超导祀材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至8X l(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为45(TC,激光能量设定为每 脉冲330tnJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。派射过程中靶材保持每分钟20°的自转速率,RABiTS金属基带 保持每分钟40°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在4cm。沉积170分钟 后,沉积完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超 导薄膜。

[0044] 实施例15

[0045]将FeSeo.sTeo.2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至9X 10-7Pa,IBAD金属基带加热温度设定为425。(:,激光能量设定为每脉 冲275mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟30°的自转速率,IBAD金属基带保持每 分钟45°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在5.5cm。沉积180分钟后,沉积 完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0046] 实施例16

[0047]将FeSeuTeu铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至9Xl(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为375。(:,激光能量设定为每 脉冲320mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟25 °的自转速率,RABi TS金属基带 保持每分钟30°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在4cm。沉积190分钟 后,沉积完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超 导薄膜。

[0048] 实施例17

[0049]将Ba (Feo.iCoo.9) 铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲 激光外延沉积系统抽真空至3Xl(T6Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为95(TC,激光能量设 定为每脉冲300mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在 RABiTS金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟2〇。的自转速 率,RABiTS金属基带保持15°每分钟的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在 4cm。沉积140分钟后,沉积完毕,然后以每分钟5。(:的降温速率降温至环境温度,最终制备得 到铁基化合物超导薄膜。

[0050] 实施例18

[0051]将BaFe2 (Aso.sPo.4)2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至4X 10_6Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为90(TC,激光能量设定 为每脉冲340mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在RABiTS 金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟30。的自转速率, RABiTS金属基带保持每分钟2〇°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在 4cm。沉积150分钟后,沉积完毕,然后以每分钟101的降温速率降温至环境温度,最终制备 得到铁基化合物超导薄膜。

[0052] 实施例19

[0053]将FeSet^Teo.3铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至9Xl(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为400°C,激光能量设定为每 脉冲310mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。濺射过程中靶材保持每分钟25°的自转速率,RABiTS保持每分 钟10°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在4cm。沉积160分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0054] 实施例20

[0055]将FeSeo.sTeo』铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至6X l〇_6Pa,IBAD金属基带加热温度设定为410°C,激光能量设定为每脉 冲280mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。減射过程中靶材保持每分钟5 °的自转速率,IBAD金属基带保持15。 每分钟的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在5cm。沉积170分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0056] 实施例21

[0057]将Ba (FeL。.5) 铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲 激光外延沉积系统抽真空至7 X l〇_sPa,IBAD金属基带加热温度设定为925。(:,激光能量设定 为每脉冲35〇mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在IBAD金属 基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟10 °的自转速率,I bad保持 每分钟5 °的自转速率,靶材与I BAD金属基带之间的距离保持在4.5cm。沉积60分钟后,沉积 完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。 [0058] 实施例22

[0059]将BaFea (AswPo.5) s铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至8X l〇_6Pa,IBAD金属基带加热温度设定为875°C,激光能量设定为 每脉冲340mJ。用脉冲激光熔融靶材,派射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在IBAD金属基 带上沉积成铁基化合物超导薄膜。派射过程中靶材保持每分钟15°的自转速率,IBAD金属基 带保持每分钟40°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在4cm。沉积80分钟后, 沉积完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄 膜。

[0060] 实施例23

[0061]将FeSe^Teo.s铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至9X l(T6Pa,IBAD金属基带加热温度设定为35(TC,激光能量设定为每脉 冲100mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至IBAD金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。M射过程中靶材保持每分钟15°的自转速率,IBAD金属基带保持每 分钟45°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在4cm。沉积200分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟5°C每分钟的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄 膜。

[0062] 实施例24

[0063]将FeSeQ.6TeQ.4铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至2X10_6Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为425。(:,激光能量设定为每 脉冲150mJ。用脉冲激光熔融靶材,派射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。滅射过程中靶材保持每分钟2〇°的自转速率,RABiTS金属基带 保持每分钟40°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在3.5cm。沉积170分钟 后,沉积完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超 导薄膜。

[00M] 实施例25

[0065]将Ba (Feo.sCoQ.5) 铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲 激光外延沉积系统抽真空至1 X l(T6pa,RABiTS金属基带加热温度设定为75(TC,激光能量设 定为每脉冲350mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在 RABiTS金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟25。的自转速 率,RABiTS金属基带保持每分钟15 °的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在 5cm。沉积90分钟后,沉积完毕,然后以每分钟5 °C的降温速率降温至环境温度,最终制备得 到铁基化合物超导薄膜。

[0066] 实施例26

[0067]将BaFe2 (Aso.iPo.9)2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至9Xl(T7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为80(TC,激光能量设定 为每脉冲330mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至以則^金属基带上,在RABiTS 金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。漉射过程中耙材保持每分钟1〇。的自转速率, RABiTS金属基带保持每分钟30°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在 3 • 5cm。沉积100分钟后,沉积完毕,然后以每分钟urc的降温速率降温至环境温度,最终制 备得到铁基化合物超导薄膜。

[0068] 实施例27

[0069] 将FeSe^Teo.8铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至8Xl(T7Pa,IBAD金属基带加热温度设定为38(TC,激光能量设定为每脉 冲200mJ。用脉冲激光熔融靶材,涵射出的余辉扩散至叩仙金属基带上,在金属基带上沉积 成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟30。的自转速率,IBAD金属基带保持每 分钟10°的自转速率,靶材与IBAD金属基带之间的距离保持在4cm。沉积110分钟后,沉积完 毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超导薄膜。

[0070] 实施例28

[0071] 将FeSeo.sTeo.7铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激光外 延沉积系统抽真空至7X l(T6Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为39(TC,激光能量设定为每 脉冲225mJ。用脉冲激光熔融靶材,濺射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在金属基带上 沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟25 °的自转速率,RABi TS金属基带 保持每分钟15°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在4cm。沉积120分钟 后,沉积完毕,然后以每分钟5°C的降温速率降温至环境温度,最终制备得到铁基化合物超 导薄膜。

[0072] 实施例29

[0073]将BaFe2 (Asq.sPq.O 2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉冲激 光外延沉积系统抽真空至6X10-7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为825。(:,激光能量设定 为每脉冲33〇mJ。用脉冲激光熔融靶材,溅射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在RABiTS 金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟5。的自转速率, RABiTS金属基带保持每分钟35°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在 4cm。沉积140分钟后,沉积完毕,然后以每分钟10。(:的降温速率降温至环境温度,最终制备 得到铁基化合物超导薄膜。

[0074] 实施例30

[0075]将Ba (FeQ.95CoQ.〇5) 2As2铁基化合物超导靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,将脉 冲激光外延沉积系统抽真空至5X10_7Pa,RABiTS金属基带加热温度设定为875。(:,激光能量 设定为每脉冲32〇mJ。用脉冲激光熔融靶材,溉射出的余辉扩散至RABiTS金属基带上,在 RABiTS金属基带上沉积成铁基化合物超导薄膜。溅射过程中靶材保持每分钟15。的自转速 率,RABiTS金属基带保持每分钟2〇°的自转速率,靶材与RABiTS金属基带之间的距离保持在 4cm。沉积15〇分钟后,沉积完毕,然后以每分钟5 »C的降温速率降温至环境温度,最级制备得 到铁基化合物超导薄膜。

Claims (2)

1. 一种铁基化合物超导薄膜的制备方法,其特征在于所述的制备方法步骤如下: 把铁基超导化合物靶材放入脉冲激光外延沉积系统中,在真空度低于9 X l(T5Pa的环境 下,以脉冲激光熔融铁基超导化合物靶材,在加热的金属基带上沉积成膜;沉积过程中靶材 和金属基带保持有距离;靶材和金属基带两者均保持自转;沉积完成后,降温至环境温度, 形成铁基化合物超导薄膜; 所述的金属基带为IBAD或RABiTS; 金属基带的加热温度为350°C〜950°C,沉积时间为50〜200分钟,真空度低于9X10 -5?&amp;,激光能量密度为每脉冲10〇!1^〜35〇111_1,祀材与金属基带之间的距离为3.5〇11〜5.5挪; 所述的铁基超导化合物靶材为FeSei—xTex,0. l<x〈0.9或Ba (Fei—xCox) 2As2,0.05〈x<0 • 9或 BaFe2 (Asi-xPx) 2,0. l<x<0.9。
2.根据权利要求i所述的铁基化合物超导薄膜的制备方法,其特征在于:在沉积过程 中,所述金属基带的自转速度为每分钟5°〜40°,铁基超导化合物靶材的自转速度为每分钟 5° 〜450 〇
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