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早在1950年人们就已经知道有MgB2这种材料存在,但长期以来并未受到人们重视。日本青山学院教授秋光纯在2001年宣布发现MgB2具有超导电性,其临界转变温度达39K,这一重大发现立即在国际物理学界引起了极大的关注。MgB2不但突破了传统BCS预言的简单金属间化合物的超导转变温度极限(约为24K),还具有许多“传统”高温超导材料不具备的超导特性,因此这种材料无论在超导机制的理论研究上,还是在材料的应用开发上,都具有十分重大的意义。本论文详细介绍了基于化学气相沉积(CVD)方法的MgB2超导薄膜制备工艺和应用基础研究的结果。以化学气相沉积加后退火的异位两步生长法,制备出大面积MgB2超导薄膜,所用的样品基片是AL203多晶抛光片,面积为6.5cm×5.0cm,并通过多种检测手段测定、分析其超导特性。以原位物理化学气相沉积(HPCVD)一步法,也制备出性能优良的MgB2超导薄膜。提出了以晶形单质硼为介质层的MgB2-B-MgB2超导SIS多层膜的制备方法,并开发出了和现行微电子工艺相兼容的MgB2超导薄膜布图布线技术和工艺,为基于MgB2超导薄膜的约瑟夫森器件和超导集成电路的应用打下了基础。论文主要工作总结如下：1、在多晶AL203抛光基片上,通过异位两步生长法(即化学气相沉积加后退火)制备出大面积的MgB2超导薄膜,样品的R-T曲线是用自己搭建的超导电性自动测量系统进行测量的,测出的T。为39K。进行了样品的SEM表面形貌观察、X-射线衍射(XRD)结构分析、超导量子干涉仪MPMS (SQUID)的磁性测量和X射线光电子能谱(XPS)表面分析。由薄膜样品磁滞曲线(M-H)和磁矩曲线(M-T)得到的临界电流密度达1.8×106A/cm2以上。2、在多晶AL203基片上,使用我们自行研发的双加热器薄膜制备系统,采用原位一步法生长薄膜的工艺和技术,制备的MgB2超导薄膜其超导转变温度Tc达到38.5K,转变区间宽度△Τ-c为0.5K。并测量了样品的SEM表面形貌、X-射线衍射谱、X射线光电子能谱和磁性。根据薄膜样品的磁滞曲线,样品的临界电流密度可达105A/cm2以上,达到了集成电路实现超导互连应用的水平。3、结合两步法和一步法生长工艺,开发了MgB2-B-MgB2超导SIS多层膜结构的制备方法,进行了相关的实验测试。该方法具有工艺简单,和单层超导薄膜制备工艺兼容,不引入新的系统污染等优点,为下一步制备MgB2的约瑟夫森结打下了较好的基础4、发明了MgB2超导薄膜的两种布图布线工艺,其中,经由硼先驱膜的布图而实现MgB2超导薄膜的工艺,工艺简便,成本低廉,布图分辨率高。两种工艺在实现MgB2超导约瑟夫森器件和集成电路超导多层互连布线等方面都有重要意义。