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高温超导薄膜
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人们常说,现在人类已进入了信息时代。从科技角度讲,我们所说的信息时代是以数字电路为基础的。制做数字电路的基础材料,目前被广泛应用的只有半导体材料这一种。
但科学家们发现,如果以超导薄膜为基础制成数字电路,将比半导体材料做的数字电路具有速度更快、损耗更小、容量更大的特点。如果这项技术得以突破,信息技术将进入全新的时代。
除此之外,用超导薄膜制成的超导量子干涉器,可以探测比人脑磁场弱几千倍的磁场,因此它不仅可以用来监视肺、脑和心脏的活动功能,而且还可以用来测量磁场的梯度以及起伏,用收集来的磁信号进行分析,确定矿源,预报地震等。由于超导薄膜没有电阻,用它制成的天线、谐振器、滤波器、延迟线等微波通讯器件具有常规材料(金、银等)不可比拟的高灵敏度,从而受到各国军方的重视,成为未来电子对抗战中的关键技术。
高温超导薄膜是怎么制作出来的呢?在高温超导体刚刚被发现的时候,几乎全世界所有的制膜技术都被用来制备高温超导薄膜。
但是到目前为止,较成熟的超导薄膜制备技术主要有两种:一种是磁控溅射技术;一种是激光沉积技术。两种方法的原理都是把超导靶材的原子或分子一个个或一团团地移到一个基片上重新外延生长。所谓外延生长,就是让新生成的超导薄膜继承基片的晶体学特征,也就是说如果基片是单晶的,生长出来的超导薄膜也是单晶的;如果基片是双晶的,生长出来的超导薄膜就是双晶的。
两种方法所不同的是:一种是采用离子束轰击靶子;一种是采用激光蒸发靶子。由于高温超导体是由多种元素组成的材料,控制成分和生成的温度、气氛等就成为制备高质量超导薄膜的关键技术。目前制备出的高温超导薄膜已经具有了相当好的电性能指标,并开始用到超导量子干涉器及微波通讯上。
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