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課外百科物理超導(dǎo)薄膜知識點
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超導(dǎo)薄膜除幾何尺寸與塊狀超導(dǎo)體不同外,其結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)性質(zhì)也有較大差別。對于塊狀超導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)薄膜厚度很小時(小于10納米),它的超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度將下降。
已實用的超導(dǎo)薄膜分為低溫和高溫兩類。低溫超導(dǎo)薄膜是制造電子器件的主要薄膜材料。與高溫超導(dǎo)薄膜相比,其均勻性、一致性以及隧道結(jié)制備和集成電路工藝方面具有優(yōu)勢;在液氦溫區(qū)由于熱噪聲低,故低溫超導(dǎo)薄膜制成的電子器件靈敏度高,是高溫超導(dǎo)薄膜器件所不及。低溫超導(dǎo)薄膜又分為低熔點超導(dǎo)薄膜,如Pb、In、Sn、Al等低熔點金屬及其合金薄膜;高熔點超導(dǎo)薄膜,主要是難熔金屬及其合金薄膜,已應(yīng)用的是Nb超導(dǎo)薄膜;化合物超導(dǎo)薄膜,具有實用價值的是NbN和Nb3Sn、Nb3Ge薄膜。高溫超導(dǎo)薄膜在液氮溫度下工作,已研究并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(dǎo)臨界溫度最高的超導(dǎo)體,達125K。高溫超導(dǎo)薄膜的質(zhì)量和性能均已達到相當高的水準,利用高溫超導(dǎo)薄膜制成的超導(dǎo)量子干涉器和微波器件等,其性能均達到實用要求。
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