D0I:10.13374/i.issnl001t03.2008.08.020 第30卷第8期 北京科技大学学报 Vol.30 No.8 2008年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2008 TBCCO/LAO高温超导薄膜的电阻转变和各向异性 史力斌)郑岩) 任骏原)张国华) 1)渤海大学物理系，锦州1210002)北京科技大学应用科学学院，北京100083 摘要将Tl2Ba2CaCu2Os(TBCCO)高温超导薄膜通过磁控溅射的方法沉积到LaAlO3(LAO)衬底上，SEM和XRD的测量结 果显示该超导薄膜具有很高的成膜品质.通过标准四引线方法对TBCC0/LAO高温超导薄膜在不同磁场下的电阻转变进行 了研究·结果表明：在一定的磁场下TBCCO/LA0超导薄膜具有很强的电阻转变展宽现象，并且当磁场垂直于超导薄膜表面 时该超导薄膜显示出更强的电阻转变展宽现象。用热激活辅助磁通流动理论对该超导薄膜的电阻转变展宽现象进行了解释， 同时通过分析超导薄膜的电阻转变对该超导薄膜的各向异性进行了讨论 关键词超导薄膜：TlBa2CaCu2Os:电阻转变；各向异性；磁控溅射 分类号TB383:0511+.4 Resistance transition and anisotropy of TBCCO/LAO high temperature supercon- ducting thin films SHI Libin),ZHENG Yan).REN Junyuan),ZHA NG Guohua2) 1)Department of Physics.Bohai University,Jinzhou 121000,China 2)School of Applied Science.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT Tl2Ba2CaCu208(TBCCO)films were deposited on LaAlO3(LAO)substrates by magnetron sputtering.The results of SEM and XRD show the films have high quality.The resistive transitions of the TBCCO/LAO were investigated at different magnet- ic fields using a standard four"probe method.The resistive transition broadening of TBCCO/LAO can be seen and it is stronger with the magnetic field perpendicular to the films than with the magnetic field parallel to the films.The thermally activated flux flow theo- ry was used for analyzing the resistive transition broadening.The anisotropy of the films was discussed by analyzing the resistive tran- sition. KEY WORDS superconducting films:Tl2BazCaCu20s:resistive transition:anisotropy:magnetron sputtering 在1986年，Bednorz和Muller发现了陶瓷材料 性，目前人们对高温超导体的磁通动力学问题还缺 La2-Ba:CuO4具有超导电性，它的超导转变温度 乏充分的了解] 高达30K,这一发现使得他们赢得了1987年的诺贝 1 实验材料与方法 尔物理学奖.La2-xBa:CuO4的发现引发了超导物 理学界的一次革命，在整个世界掀起了研究超导体 实验中使用的Tl2Ba2 CaCu2O8/LaA1O3(TBC- 的热潮，不久导致了高温超导体Tl2Ba2CaCu208 CO/LAO)高温超导薄膜是用磁控溅射方法制备的， (TBCCO)的发现，对于高温超导体在磁场下的电 它的制备分为两步：首先利用直流磁控溅射的方法 阻转变包含着丰富的物理内容，在磁场下电阻随温 在LaAlO3衬底上沉积一层无定形的TI一Ba一 度的变化包含着磁通点阵从固态到液态的变化，高 CaCu0的先驱膜，磁控溅射所用的靶由Ca0、 温超导体的磁通动力学问题自从1986开始就受到 Ba0、Cu0和Tl203组成的粉末以3T1:2Ba:1.2Ca: 广泛地关注，但是由于高温超导体磁通运动的复杂 2C均匀混合后经固态反应制得：然后将膜密封在 收稿日期：2007-09-04修回日期：2007-11-15 作者简介：史力斌(1970-)男，副教授，博士，Eml:lh0813@sohu-comTBCCO／LAO 高温超导薄膜的电阻转变和各向异性 史力斌1） 郑 岩1） 任骏原1） 张国华2） 1） 渤海大学物理系‚锦州121000 2） 北京科技大学应用科学学院‚北京100083 摘 要 将 Tl2Ba2CaCu2O8（TBCCO）高温超导薄膜通过磁控溅射的方法沉积到 LaAlO3（LAO）衬底上‚SEM 和 XRD 的测量结 果显示该超导薄膜具有很高的成膜品质．通过标准四引线方法对 TBCCO／LAO 高温超导薄膜在不同磁场下的电阻转变进行 了研究．结果表明：在一定的磁场下 TBCCO／LAO 超导薄膜具有很强的电阻转变展宽现象‚并且当磁场垂直于超导薄膜表面 时该超导薄膜显示出更强的电阻转变展宽现象．用热激活辅助磁通流动理论对该超导薄膜的电阻转变展宽现象进行了解释‚ 同时通过分析超导薄膜的电阻转变对该超导薄膜的各向异性进行了讨论． 关键词 超导薄膜；Tl2Ba2CaCu2O8；电阻转变；各向异性；磁控溅射 分类号 TB383；O511＋∙4 Resistance transition and anisotropy of TBCCO／LAO high temperature supercon￾ducting thin films SHI Libin 1）‚ZHENG Y an 1）‚REN Junyuan 1）‚ZHA NG Guohua 2） 1） Department of Physics‚Bohai University‚Jinzhou121000‚China 2） School of Applied Science‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT Tl2Ba2CaCu2O8（TBCCO） films were deposited on LaAlO3（LAO） substrates by magnetron sputtering．T he results of SEM and XRD show the films have high quality．T he resistive transitions of the TBCCO／LAO were investigated at different magnet￾ic fields using a standard four-probe method．T he resistive transition broadening of TBCCO／LAO can be seen and it is stronger with the magnetic field perpendicular to the films than with the magnetic field parallel to the films．T he thermally activated flux flow theo￾ry was used for analyzing the resistive transition broadening．T he anisotropy of the films was discussed by analyzing the resistive tran￾sition． KEY WORDS superconducting films；Tl2Ba2CaCu2O8；resistive transition；anisotropy；magnetron sputtering 收稿日期：2007-09-04 修回日期：2007-11-15 作者简介：史力斌（1970—）‚男‚副教授‚博士‚E-mail：slb0813＠sohu．com 在1986年‚Bednorz 和 Muller 发现了陶瓷材料 La2— xBa xCuO4 具有超导电性‚它的超导转变温度 高达30K‚这一发现使得他们赢得了1987年的诺贝 尔物理学奖．La2— xBa xCuO4 的发现引发了超导物 理学界的一次革命‚在整个世界掀起了研究超导体 的热潮‚不久导致了高温超导体 Tl2Ba2CaCu2O8 （TBCCO）的发现．对于高温超导体在磁场下的电 阻转变包含着丰富的物理内容‚在磁场下电阻随温 度的变化包含着磁通点阵从固态到液态的变化．高 温超导体的磁通动力学问题自从1986开始就受到 广泛地关注‚但是由于高温超导体磁通运动的复杂 性‚目前人们对高温超导体的磁通动力学问题还缺 乏充分的了解［1—6］． 1 实验材料与方法 实验中使用的 Tl2Ba2CaCu2O8／LaAlO3（TBC￾CO／LAO）高温超导薄膜是用磁控溅射方法制备的． 它的制备分为两步：首先利用直流磁控溅射的方法 在 LaAlO3 衬 底 上 沉 积 一 层 无 定 形 的 Tl—Ba— Ca—Cu—O 的先驱膜‚磁控溅射所用的靶由 CaO、 BaO、CuO 和 Tl2O3 组成的粉末以3Tl∶2Ba∶1∙2Ca∶ 2Cu 均匀混合后经固态反应制得；然后将膜密封在 第30卷 第8期 2008年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．8 Aug．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．08．020