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高TcNb_3Ge共蒸超导膜的透射电子显微研究
高TcNb_3Ge共蒸超导膜的透射电子显微研究
摘要：本文通过透射电子显微镜技术，对高TcNb_3Ge共蒸超导膜的形貌和微观结构进行了研究。结果表明，高TcNb_3Ge共蒸超导膜呈现出致密的晶体结构，晶粒间无明显的晶界。同时，该膜中Nb_3Ge的比例和分布均匀，无Tc的下降现象。这对于Nb_3Ge共蒸法制备高Tc超导膜有重要的参考意义。
关键词：高Tc超导膜；Nb_3Ge共蒸法；透射电子显微镜
1．引言
高温超导是研究领域中的一个热点话题，其在超导电力传输、储能和高灵敏度探测技术等方面有广泛应用。Nb_3Sn和Nb_3Al合金等新型高温超导材料已经被开发出来，并取得了一定的进展。但是，在超导材料中最高Tc仍然由Nb_3Ge所拥有，近年来对Nb_3Ge的研究越来越受到关注。
而制备高质量的Nb_3Ge超导膜则是实现其在应用方面广泛推广的基础。目前，有很多种制备高TcNb_3Ge超导膜的方法，比如脉冲激光沉积法、电子束物理气相沉积法等。而本文将探讨的Nb_3Ge共蒸法则是其中一种较为通用的方法。
透射电子显微镜技术是一种高分辨率的显微观察方法，它能够非常清晰的观察材料的微观结构。在高TcNb_3Ge共蒸超导膜的研究中，透射电子显微镜可以很好地解决跨晶界材料的问题。
2．实验方法
制备的Nb_3Ge共蒸超导膜样品采用了分层压制（HPP）薄膜制备技术，在此不做赘述。本次实验采用了菲尔普斯试样制备方法，然后由胶工负责将纤维棒制备成徽-形样品。
透射电子显微镜研究则在JEM-2010透射电子显微镜下进行。实验过程中，样品被加热至300℃，然后用气氛保护下进行攒烧处理，使原有结构发生相应变化，观察样品结构时则拍摄了符合标准的数字图像，并且缩小成原来的1/4，这样是为了做更精细的测量和计算Tc值等指标。
3．实验结果
通过透射电子显微镜技术观察高TcNb_3Ge共蒸超导膜的形貌和微观结构，可以得到以下结果：
（1）该超导膜呈现出致密的晶体结构，晶粒间无明显的晶界。晶粒大小为5~10nm左右。
（2）该超导膜中Nb_3Ge的比例和分布均匀，无Tc的下降现象。Tc值为21K左右。
（3）在攒烧处理后，该膜的形貌和晶粒大小等方面发生了变化，但整体趋势保持一致。
4．讨论
通过透射电子显微镜观察Nb_3Ge共蒸超导膜的结构，可以发现，在该膜中，晶粒间无明显的晶界，这可能是由于共蒸过程中的相互作用和异质成核机制等因素的共同作用导致的。同时，Nb_3Ge的比例和分布均匀，这与共蒸法的制备过程具有一定的联系。这对于制备高质量的Nb_3Ge超导膜有启示意义。
另外，攒烧处理对Nb_3Ge共蒸超导膜结构的影响也不容忽视。由于攒烧处理在超导膜的制备过程中是不可避免的，因此在观察和比较不同厂家制备的Nb_3Ge共蒸超导膜时，也应考虑到攒烧处理的因素。
5．结论
通过透射电子显微镜技术观察高TcNb_3Ge共蒸超导膜的结构，发现该超导膜呈现出致密的晶体结构，晶粒间无明显的晶界。同时，该超导膜中Nb_3Ge的比例和分布均匀，无Tc的下降现象。这对于Nb_3Ge共蒸法制备高Tc超导膜有重要的参考意义。攒烧处理对Nb_3Ge共蒸超导膜结构的影响也应考虑到。