石墨烯ybco異質結的制備及電學輸運特性研究(1)

1、中圖分類號旦3墨三UDC38碩士學位論文學校代碼!Q主33密級公玨石墨烯／ⅦCO異質結的制備及電學輸運特性研究Fabricationandelectronictransporttransitionpropertiesofgraphene／YBCOjunction作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：副指導教師：孫秋娟電子與通信工程電子學物理與電子學院胡照文副教授王浩敏研究員論文答辯日期——答辯委員會主席中南大學二。一四

2、年五月嗣屯南l心碩士學位論文摘要石墨烯／YBCO異質結的制備及電學輸運特性研究摘要：石墨烯因其獨特的二維晶體結構和電學特性吸引了世界各地學者進行深入的探索研究。石墨烯的超導近鄰效應首先是在石墨烯／Al異質結中觀測到的，隨后，關于石墨烯與超導材料例如W，Pb，Nb，ReW和Ⅻ)N等的接觸研究得到了關注。然而，這些研究工作所用的電極均為超導轉變溫度(T。)較低的傳統(tǒng)超導材料，它們的T。通常低于15K，只有在溫度低于2K時才可觀測到石墨烯中的

3、超導電流，如此低的溫度為研究工作帶來困難。因此，尋找轉變溫度較高的高溫超導材料并與石墨烯形成接觸觀測近鄰效應，可為石墨烯與高溫超導異質結的研究提供研究基礎。到目前為止，關于石墨烯與YBCO等高溫超導材料的研究還沒有文獻進行報道。與傳統(tǒng)的低溫超導材料不同，各向異性的高溫超導材料中的超導近鄰效應強烈的依賴于超導材料表面NS面的晶體取向，沿ab面的超導電流的滲透深度遠遠高于C軸方向(垂直于ab面)。因此，從科學研究的角度講，對石墨烯／YBCO

4、異質結的研究是具有重大意義。另外，證實石墨烯／YBCO異質結中存在超導近鄰效應也可促進如SQUID等新型高溫超導器件的發(fā)展，進一步擴大石墨烯的應用前景。本文中，首先介紹了實驗中用化學氣相沉積的方法在Cu箔表面制備出石墨烯薄膜，詳細描述了濕法刻蝕金屬襯底實現(xiàn)薄膜轉移的技術，并用光學顯微鏡、原子力顯微鏡和拉曼光譜及電學測試系統(tǒng)對石墨烯的基本物理特性和電學特性做了表征。然后，介紹了高溫超導材料YBCO薄膜的制備方法，結合前人經驗摸索出一套最優(yōu)

5、化參數(shù)，成功地在單晶TiSr03(100)表面用PLD方法制備出高質量YBCO薄膜；詳細描述了石墨烯／YBCO異質結器件制備的工藝流程，并介紹了器件的電學輸運測試系統(tǒng)。再次，我們對本實驗中的YBCOhallbar做了測試，以證明超導器件的超導電性，然后測量了石墨烯／YBCOhallbar異質結中的超導近鄰效應。結果表明，YBCO薄膜的超導轉變溫度范圍為8595K，在超導轉變溫度以下，異質結的微分電阻隨偏置電流的增加從非零電阻變?yōu)榱汶娮瑁?/p>