金屬氮化物由于其熔點高、化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、催化性能優(yōu)越及磁、電輸運性能豐富等特性引起了人們廣泛關(guān)注。熱學(xué)性能方面存在負(fù)熱膨脹和正熱膨脹現(xiàn)象;磁性能方面則包含順磁性和鐵磁性;而電學(xué)性能方面又涵蓋了絕緣態(tài)、半導(dǎo)體態(tài)、金屬態(tài)及超導(dǎo)態(tài)。特別地,部分金屬氮化物表現(xiàn)出超硬度、超導(dǎo)特性、高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）及優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性共存的現(xiàn)象,使其可作為一類特殊的功能材料——硬質(zhì)超導(dǎo)材料,用于射頻超導(dǎo)加速器及超導(dǎo)熱電子探測器等設(shè)備。目前主要研究的金屬氮化物超導(dǎo)薄膜包括δ-MoN、δ-NbN和δ-TiN等。已有前期研究結(jié)果表明高Tc（大于10K）的δ-MoN塊體需在高溫、高壓下完成,即使采用脈沖激光沉積制備的δ-MoN薄膜超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度也僅有4.2 K。而對于在超導(dǎo)薄膜器件領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的δ-NbN和δ-TiN薄膜,需要滿足厚度控制和大面積等條件也急需解決。至今,已有部分利用磁控濺射、脈沖激光沉積和分子束外延等方法制備出金屬氮化物超導(dǎo)薄膜,但由于這些方法制備技術(shù)本身的限制使得其無法獲得大面積薄膜,因而要想更好地研究金屬氮化物超導(dǎo)薄膜的物性及應(yīng)用前景,需要探索其他薄膜制備技術(shù)�；瘜W(xué)溶液沉積法（Chemica... 

【文章來源】：中國科學(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)位級別】：博士

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圖１．１超導(dǎo)體的三個臨界參數(shù)關(guān)系示意圖

化合物和合金擴大至氧化物陶瓷，進而打開了高溫超導(dǎo)探索的大門。而??高溫超導(dǎo)體僅用了傳統(tǒng)超導(dǎo)體探索過程的三分之一時間，就己經(jīng)有大量材料達(dá)到??了應(yīng)用可能。圖１．４展示了超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提高的歷史。??２００????■?Ｎｂ＂Ｔ，?＇ＭｇＢ２?Ｈｇ－Ｂａ－Ｃａ－Ｃｕ－Ｏ（．加壓）??：??，Ｈｇ－Ｂａ－Ｃａ－Ｃｕ－Ｏ?ｍ??爆Ｔｉ－Ｂａ－Ｃａ－Ｃｕ－Ｑ?？??１２０?－?４Ｔ４ｔ?羞??Ｂｉ－Ｓｒ－Ｃａ－Ｃｕ－Ｏ?＃??２?Ｎｂ３Ｓｎ??＇Ｔｔ?＊?Ｌ＾ｌ?Ｙ－Ｂａ－Ｃｕ＾Ｏ?＃??８０?：■—液氣沸點?ＹＢａ２（、Ｕ３〇、??？?啦汾２ＣＵＡ?Ｌａ．ｐｅ．Ａｓ．〇．ｐ??４〇?－?Ｌａ－Ｂａ－Ｃ＇ｕ－Ｏ，?Ｍｇ＼?????液氖沸點?Ｖ－Ｓｉ??一?ｐ－ｂ＾以Ｕ（，ｅ?Ｎ＾－°??１９１０?１９３０?１９５０?１９７０?１９９０?２０１０??年份??圖１．４超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提髙歷史??（ａ）銅基超導(dǎo)體??高溫超導(dǎo)體出現(xiàn)于１９８６年，Ｊ．Ｇ．?Ｂｅｄｎｏｒｚ和Ｋ．Ａ．?Ｍｕｌｌｅｒ發(fā)現(xiàn)氧化物陶瓷材??料Ｌａ２－ｘＢａｘＣｕ〇４，其Ｔｃ竟然突破麥克米蘭極限高達(dá)３５Ｋ［１２］，這為固態(tài)物理領(lǐng)??域特別是超導(dǎo)方向翻開了新的篇章。此后，新的氧化物超導(dǎo)體如雨后春筍般被研??究人員所發(fā)現(xiàn)。朱經(jīng)武同吳茂昆［１３］合作以及趙忠賢［１４］兩課題組研宄人員相互??獨立的制備出新材料ＹＢａ２ＣＵ３〇７

有效的超導(dǎo)電流將在Ｃｕ〇２面由于Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ稱合作用而配對，載流子層??僅為該過程提供載流子。而對不同體系的銅基超導(dǎo)體研宄中發(fā)現(xiàn)，兩個載流子層??中間Ｃｕ〇２面的堆積層數(shù)將會影響到高溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性。圖１．６展示了?Ｂｉ系??高溫銅基超導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)。如圖所示，當(dāng)單胞ｃ軸晶格常數(shù)越大時，即兩個載??流子層中間堆積的Ｃｕ〇２層越多時，材料中發(fā)生電子配對的層越多，則超導(dǎo)轉(zhuǎn)變??溫度也就越高。當(dāng)單胞中的Ｃｕ〇２層達(dá)到一定數(shù)目后，材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度也將??達(dá)到飽和。為了得到更高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，科研人員采用高壓合成方式通過堿土??金屬層嵌入將ＣＵ〇２層隔開，首次嘗試制備無限層超導(dǎo)體ＣａＣＵ〇２�？上У氖�??ＣａＣｕＣｈ不穩(wěn)定，此后，研宄人員相繼合成了多種無限層超導(dǎo)體，然而卻沒有得??到預(yù)期的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度［１８－２１］。??？?？？？？？？？？?Ｃｕ２－?？?°?°?？?０??？?？?？?？?？?＜?＞－＇?（?ｕＯ：?Ｐｌａｎｅ??？？？？？？？？？?ｒ——￣￣??？?？?？?？?？?ｃ?ｌ??？?ｙ?９?Ｂｌｏｃｋ?ｎ．ｖｅｒ??ＣｕＧ２?ｐｈｉｎｅ??（Ｌａ１Ｓｒ）２Ｃｕ０４??圖１．５?（Ｌａ，Ｓｒ＞２Ｃｕ０４晶體結(jié)構(gòu)??ｆ?＇?Ｗ＾Ｃｏ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無限層銅氧化合物高溫超導(dǎo)體研究進展[J]. 周興江,趙忠賢.  物理. 1994(04)
[2]液氮溫區(qū)的新氧化物超導(dǎo)體[J]. 趙忠賢,陳立泉,楊乾聲,黃玉珍,陳賡華,唐汝明,劉貴榮,倪泳明,崔長庚,陳烈,王連忠,郭樹權(quán),李山林,畢建清,王昌慶.  科學(xué)通報. 1987(11)



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