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1、现代材料动态 2 0 1 4 年 第 3 期 材料应用 日本产业技术综合研究所开发出高品质多层石墨烯配线 日本产业技术综合研究所纳米电子研究部， 开发出将金属钴薄膜作为触媒的高品质多层 石墨烯合成技术。 并通过在多层石墨烯层间插入氯化铁 ， 制作 出电阻率下降至与铜相当( 9 1 Q c m )的多层石墨烯配线 。当高密度 电流流过时，石墨烯具有 比铜更高 的耐受性 ，不易发生 断线等问题，可靠性高，有望用于为降低耗电而不断微细化的 L S I 配线。 多层石墨烯的制作工艺如下：将在约 5 0 0 C的蓝宝石基板上以溅射法制成的钻薄膜作为 触媒，在上面用 C V D法 ( 原料为氩气和氢气稀释
2、的甲烷气体)在 1 0 0 0 左右合成拥有 1 0 层 的多层石墨烯。然后将多层石墨烯复制到具有 S i O 膜的硅基板上制成配线。 在 2 5 0 ，施加 密度为 1 0 A c m 。 的电流，经 1 5 0 h后仍不会断线，但 电阻率比铜高一个数量级 。为降低 电阻 率在多层石墨烯层间插入氯化铁 。 在真空石英管 中放入生成多层石墨烯配线的基板和氯化铁 粉末 ， 加热至 3 1 0 ， 在层 间夹有氯化铁地方的电阻率低 了约 1 5 ， 得到的最小电阻率为 9 1 Q c m ，与铜相当。今后还将进一步将多层石墨烯配线的电阻率降低至铜以下，实现其在 L S I 的实际应用 。 ( 杨晓
3、婵摘译 ) 工艺技术 昭和电线公司等开发耐强磁场长尺超导线批量生产技术 日本昭和电线公司和国际超导产业技术研究中心 ( I S T E C )成功开发在强磁场中超 导状 态不易被破坏的先进长尺钇系 ( Y - G d B a C u 一 0 )超导线材低成本制造技术。I S T E C 拥有称为 “ 纳米颗粒弥散型人工钉扎 ” 的技术，即通过纳米颗粒对进入到超导体 内的磁通线运动产 生钉扎作用。昭和电线公司拥有称为 “ 溶液涂布热分解法”的长尺线材批量生产技术。将 2 项技术进行组合生产的超导线材 ，在液态氮 中、磁通密度为 3特拉斯时的临界 电流密度为 2 0万 A c m 。 ，达到溶液涂
4、布热分解法制作 的 Y系超导线材的最高值。 当超导体处在某一较大磁场下会产生 电阻，临界电流值 ( J c )下降，变成常导体。因此 ， 在将超导体用于磁体时，如M R I 、变压器、工业用马达等在强磁场环境下使用超导线时，要 求使用在磁场中仍能保持较高超导性能的线材。磁场增强 J c下降的原因是进入到超导体内 的磁通线运动 引起常导电子运动，从而产生电阻。 阻止磁通线运动的方法是在超导体组织 内部弥散 常导体物质 ，对磁通线起钉扎作用。 I S T E C于 2 0 0 9年 ， 通过在 Y系超导材料 中均匀弥散直径为数十 n m的人工钉扎微粒 ( B a Z r O 。 ) ， 大幅提高了超导材料在磁场中的超导性能。但对长尺线材而言， B a Z r O s 纳米颗粒的均匀弥散 很困难 。 昭和电线公司可批量生产导入人工钉扎的长尺 Y 系超导线材。该公司对 2 0 0 8年开发的 溶液涂布分解法进行改进，增加了 “ 电热批处理式热处理工艺” 。将基板上涂布溶液原料 ( Y G d 。 B a ： C u 。0 - y + B a Z r O 。 )并烘焙过的焙烧膜卷在大型滚筒上，放入电炉中，一边让含 8
