[发明专利]交流退火制备FeSe多晶界超导薄膜的方法

说明书

本发明涉及一种FeSe多晶界超导薄膜的制备方法，其包括：将一未处理的SrTiO₃多晶界衬底置于一真空室中的加热元件表面，该真空室的压强低于10^‑9mbar；将该未处理的SrTiO₃多晶界衬底加热至1050℃以上，对该未处理的SrTiO₃多晶界衬底退火10分钟以上；将该真空室温度降到650℃～800℃，然后向该真空室通入含氧气氛，使真空室压强保持在1×10^‑6mbar～1×10^‑4mbar，对该退火后的SrTiO₃衬底进行补氧处理10分钟～30分钟在该补氧处理后的SrTiO₃多晶界衬底表面生长FeSe多晶界薄膜；以及向该加热元件通交流电从而对该FeSe多晶界高温超导薄膜进行交流退火，且交流退火的时间大于等于3小时。

技术领域

本发明涉及超导技术领域，尤其涉及FeSe多晶界超导薄膜及其制备方法。

背景技术

高温超导体是一类不能用传统的BCS理论解释的非常规超导体。1986年，米勒和贝德诺尔茨首次发现了铜氧化合物高温超导体。2008年，日本科学家首次发现了铁基高温超导体。由于铁基高温超导体的超导转变温度最高值远低于铜氧化物高温超导体的最高转变温度，铁基高温超导体受到人们的广泛关注。

参见公开号为CN103184513A的中国专利申请，其公开一种在SrTiO₃衬底表面生长FeSe高温超导薄膜的方法，其中，需要对该SrTiO₃衬底分别进行水煮处理、酸处理及空气中高温退火处理。参见公开号为CN105679647A的中国专利申请，其公开一种具有原子级平整表面且可以生长FeSe高温超导薄膜的SrTiO₃衬底的制备方法，该方法需要通过水煮处理和酸处理预处理衬底。然而，对该SrTiO₃衬底进行水煮处理、酸处理及在空气中进行高温退火处理，均需要专门的处理液和退火设备，工艺繁琐，成本较高。

发明内容

本发明提供一种FeSe多晶界超导薄膜的制备方法以及采用上述方法制备的FeSe多晶界超导薄膜。该方法无需对该SrTiO₃衬底进行水煮处理、酸处理及在空气中进行高温热处理。

一种FeSe多晶界超导薄膜的制备方法，其包括以下步骤：将一未处理的SrTiO₃多晶界衬底置于一真空室中的加热元件表面，该真空室的压强低于10^-9mbar，其中，该未处理的SrTiO₃多晶界衬底包括多个共面拼接设置且晶向不同的SrTiO₃单晶衬底，相邻SrTiO₃单晶衬底之间具有沟槽，且每个SrTiO₃单晶衬底表面为非原子级平整；将该未处理的SrTiO₃多晶界衬底加热至1050℃以上，对该未处理的SrTiO₃多晶界衬底退火10分钟以上；将该真空室温度降到650℃～800℃，然后向该真空室通入含氧气氛，使真空室压强保持在1×10^-6mbar～1×10^-4mbar，对该退火后的SrTiO₃衬底进行补氧处理10分钟～30分钟；在该补氧处理后的SrTiO₃多晶界衬底表面生长FeSe多晶界薄膜；以及向该加热元件通交流电从而对该FeSe多晶界高温超导薄膜进行交流退火，且交流退火的时间大于等于3小时。