金屬襯底上PLD方法制備緩沖層及YBCO超導(dǎo)層.pdf

1、第二代YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高溫超導(dǎo)體具有交流損耗低、性?xún)r(jià)比高以及在磁場(chǎng)下載流能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上具有廣闊的應(yīng)用前景,因此成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。而直接在柔性金屬基帶上沉積超導(dǎo)薄膜存在晶格失配度高和金屬離子及氧離子擴(kuò)散的問(wèn)題,因此需要在基帶和超導(dǎo)薄膜之間制備緩沖層。PLD方法具有很多優(yōu)點(diǎn),例如容易控制組分、可制備多層膜、能精確控制膜厚、成本低。本文采用PLD法在輔助軋制雙軸織構(gòu)RABiTS基帶上制備緩沖層及YBCO超導(dǎo)薄膜

2、,并對(duì)過(guò)渡層薄膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究工作和結(jié)果如下:
　　 1、研究了工藝參數(shù)(激光能量、基帶溫度和工作氣壓等)對(duì)CeO2種子層薄膜結(jié)構(gòu)和表面形貌的影響,利用X射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)對(duì)薄膜的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,從而對(duì)生長(zhǎng)工藝進(jìn)行優(yōu)化。采用基帶連續(xù)卷繞PLD方法在RABiTS基帶上制備出均勻性高的CeO2種子層,成膜速度達(dá)到50米/小時(shí)。薄膜為完全單一取向,面內(nèi)織構(gòu)度為7°

3、,表面粗糙度為1.5nm。
　　 2、在CeO2種子層上,研究YSZ阻擋層的生長(zhǎng)條件,得到生長(zhǎng)YSZ薄膜的最優(yōu)工藝參數(shù)。YSZ的成膜速度達(dá)到20米/小時(shí)以上。
　　 3、在YSZ阻擋層上,研究CeO2模板層的生產(chǎn)條件,制備出具有單一c軸取向、表面平整致密無(wú)裂紋的模板層。
　　 4、在CeO2/YSZ/CeO2過(guò)渡層上制備YBCO超導(dǎo)層,得到結(jié)構(gòu)良好的YBCO超導(dǎo)薄膜,薄膜為完全c軸取向,Tc為88-90K,Jc為