脈衝式雷射沉積釔鋇銅氧薄膜(YBa2Cu3O7-x)薄膜與高溫超導磁量計(SQUID magnetometer)的製作

Abstract

摘要 這篇論文主要探討兩個重點：第一是研發利用Off-axis脈衝雷射沉積法鍍製出電性良好且表面維持平整的釔鋇銅氧(YBCO)薄膜；第二是將鍍製的釔鋇銅氧薄膜製作成高溫超導量子干涉元件，並探討其特性。 我們的脈衝雷射鍍膜系統剛開始將之架構成On-axis型式，但經實驗結果發現此架構未能鍍出表面平整的薄膜，而改裝成Off-axis的架構。並重複On-axis架構時的鍍膜條件。發現YBCO薄膜表面粗糙度已獲得改善，但未能製得高品質之YBCO薄膜，我們有系統地改變鍍膜參數，如雷射能量、氧氣壓力、鍍膜溫度....等，發現在Off-axis脈衝雷射沉積法鍍製釔鋇銅氧薄膜時，薄膜的表面粗糙度跟氧氣壓力和鍍膜溫度有很大關係，尤其是鍍膜時的氧氣壓力。在做了一系列實驗後，終於成功地鍍製出電性良好(Tc≒90 K)表面平整的釔鋇銅氧薄膜。並且將之進一步應用於高溫超導磁量計的製作。 關於製作高溫超導量子干涉元件磁量計(SQUID magnetometer)，必須先將釔鋇銅氧薄膜鍍在鈦酸鍶的雙晶基座上，並精準地控制薄膜厚度及顯影蝕刻條件，經過一些實驗後，製作出有訊號可工作的高溫超導磁量計。而我們除了量測高溫超導磁量計的特性，包括I-V曲線、V-曲線及雜訊圖，並且由這些曲線探討我們製作出的高溫超導磁量計還有哪些需要改進的地方和及明白指出可改進的方向。