超導薄膜

超導薄膜

利用蒸發、噴塗等方法澱積的厚度小於1微米的超導材料

superconducting thin film


超導薄膜除幾何尺寸與塊狀超導體不同外,其結構和超導性質也有較大差別。對於塊狀超導體,磁場穿透層很薄,可以忽略不計,具有完全的抗磁性。但是超導薄膜的磁場穿透層與薄膜相比,就不能忽略不計。此外,當超導薄膜厚度很小時(小於10納米),它的超導臨界轉變溫度將下降。
已實用的超導薄膜分為低溫和高溫兩類。低溫超導薄膜是製造電子器件的主要薄膜材料。與高溫超導薄膜相比,其均勻性、一致性以及隧道結製備和集成電路工藝方面具有優勢;在液氦溫區由於熱雜訊低,故低溫超導薄膜製成的電子器件靈敏度高,是高溫超導薄膜器件所不及。低溫超導薄膜又分為低熔點超導薄膜,如Pb、In、Sn、Al等低熔點金屬及其合金薄膜;高熔點超導薄膜,主要是難熔金屬及其合金薄膜,已應用的是Nb超導薄膜;化合物超導薄膜,具有實用價植的是NbN和Nb3Sn、Nb3Ge薄膜。高溫超導薄膜在液氮溫度下工作,已研究並有實用價值的有釔系薄膜、鉍系薄膜和鉈系薄膜。鉈系氧化物是超導臨界溫度最高的超導體,達125K。高溫超導薄膜的質量和性能均已達到相當高的水準,利用高溫超導薄膜製成的超導量子干涉器和微波器件等,其性能均達到實用要求。