元素鉛是第一類常規(guī)s波超導(dǎo)體,體態(tài)鉛的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為7.2K,它是最簡(jiǎn)單的具有強(qiáng)自旋軌道耦合的體系。而鉛薄膜由于其強(qiáng)烈的量子尺寸效應(yīng)和超導(dǎo)性引起了大量的理論與實(shí)驗(yàn)研究。其與PbxBi1-x薄膜均是探索和研究拓?fù)涑瑢?dǎo)體的候選體系,具有較強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值。我們以Si（1 11）作為襯底,使用分子束外延（MBE）的方法生長(zhǎng)了這兩種薄膜,利用掃描隧道顯微鏡（STM）表征薄膜表面形貌和原子態(tài)。第一章介紹了 Josephson效應(yīng)、Josephson結(jié)和薄膜的三種基本生長(zhǎng)模式。第二章介紹了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器和技術(shù),重點(diǎn)介紹了本實(shí)驗(yàn)中的主要儀器STM和主要生長(zhǎng)方法MBE的工作原理。第三章首先介紹了鉛薄膜中量子尺寸效應(yīng)的研究歷史以及由于量子尺寸效應(yīng)導(dǎo)致的“量子生長(zhǎng)”模型,然后介紹了近期鉛薄膜研究的進(jìn)展。第四章展示了我們實(shí)驗(yàn)室在Si（111）襯底上生長(zhǎng)的高質(zhì)量鉛薄膜。利用鉛的量子尺寸效應(yīng),我們通過測(cè)量不同厚度的鉛薄膜的量子阱態(tài)（QWS）的位置確定了其相應(yīng)的厚度。在鉛薄膜上,我們通過比較使用超導(dǎo)鉛針尖和正常金屬鎢針尖測(cè)量的掃描隧道譜（STS）,證實(shí)了使用超導(dǎo)的鉛針尖可以提高dI/dV譜的分辨率。我們使用超導(dǎo)鉛針尖... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三種不同的薄膜生長(zhǎng)模式

圖２：核形成與生長(zhǎng)的物理過程??１．２．?２核形成與生長(zhǎng)的物理過程??圖２說明了核形成和生長(zhǎng)的物理過程，大致分為四個(gè)階段。??①?gòu)恼舭l(fā)源蒸發(fā)出來(lái)的原子束入射到襯底表面上，其中能量較大的一部分??原子經(jīng)彈性反射反射回去，另外一部分原子則吸附在襯底表面上。而在吸附于??襯底表面的原子中，一部分能量相對(duì)較大的原子會(huì)再蒸發(fā)離開襯底表面。②剩??余的原子在襯底表面上擴(kuò)散遷移，互相碰撞結(jié)合成原子對(duì)或者原子團(tuán)，之后凝??結(jié)在襯底表面。③這種原子團(tuán)繼續(xù)與襯底表面的其他吸附的單個(gè)原子發(fā)生碰撞，??與其結(jié)合或者自己釋放出單個(gè)原子。這個(gè)過程反復(fù)持續(xù)進(jìn)行，直到原子團(tuán)中的??原子個(gè)數(shù)超過某個(gè)臨界值。在此之后，原子團(tuán)再與其余吸附原子發(fā)生碰撞，會(huì)??與該原子結(jié)合

圖１：?jiǎn)螔呙韫??作模式??兩種工作模式，分別是恒流模式和恒高模式。證針尖與樣品間的隧穿電流不變，也即針尖ｚ方向上的起伏就相當(dāng)于測(cè)量樣品表面的起高度恒定，隧穿電流的大小對(duì)應(yīng)于樣品表面的可以很快，但也容易撞針。??的處理??ＳＴＭ數(shù)據(jù)采集中，ＳＴＭ針尖的狀態(tài)是影響Ｓ最重要的因素。然而，從發(fā)明ＳＴＭ到現(xiàn)在，分辨率的針尖依然是一個(gè)沒有完全解決的問、Ｗ、Ａｇ、Ｎｂ［ｌｌ］等材料做成。其中最常用°


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