电化学法涂层导体CeO_2缓冲层外延生长研究

电化学沉积法制备高温超导YBa2Cu3O7-δ涂层导体缓冲层具有工艺简单、设备要求低、易于连续化批量制备等优点。采用电化学沉积法,在双轴织构的Ni-5at.%W(Ni-5W)金属基带上成功制备出了具有良好c轴取向的CeO2缓冲层薄膜。利用X射线衍射、极图、扫描电子显微镜和原子力显微镜等对上述氧化物薄膜的织构、表面形貌等进行表征。重点研究了薄膜厚度、退火温度、退火时间等工艺对薄膜外延生长及其表面形貌的影响,结果表明:电化学沉积方法制备的CeO2缓冲层具有很好的双轴织构、表面平整、均一,粗糙度低,表现出良好的缓冲层性质。结合金属有机化学溶液超导层的制备技术,本工作展示了一条全化学法制备第二代高温超导带材的技术路线,具有很好的应用前景。     

YBa2Cu3O7-x涂层导体的外延生长和性能对CeO2缓冲层的依赖性

利用倾斜衬底沉积法在无织构的金属衬底上生长了MgO双轴织构的模板层,在这一模板层上实现了YBa2Cu3O7-x薄膜的外延生长.在外延YBa2Cu3O7-x薄膜前,依次沉积了钇稳定的立方氧化锆和CeO2作为缓冲层.利用X射线衍射2θ扫描、φ扫描、Ω扫描和极图分析测定了这些膜的结构和双轴织构取向,利用Raman光谱表征了其超导相的品质和取向特性,利用扫描电镜和原子力显微镜观测了薄膜的表面形貌和粗糙度.考察了不同厚度的CeO2层对YBa2Cu3O7-x生长和性质的影响.发现了YBa2Cu3O7-x薄膜的外延生长和性能对CeO2的不同厚度具有显著而独特依赖性.讨论了其可能的机理.     

化学溶液沉积法制备涂层导体SmBiO3（SBO）缓冲层的研究

通过740-820℃之间进行低温成相,分别在氩气和空气中LaAlO3（LAO）单晶基底上沉积得到了有较大应用前景的涂层导体SmBiO3（SBO）缓冲层.740-800℃所得的缓冲层c轴取向良好,致密、平整、无裂纹.当温度达到820℃时,SBO表面开始出现裂缝.SBO薄膜的相组成和微结构利用XRD和SEM进行分析.研究结...     

IBAD技术制备涂层导体用YSZ缓冲层长带的研究

在钇钡铜氧(YBCO)高温超导涂层导体制备路线中,离子束辅助沉积技术(IBAD)是两大主流技术路线之一,取得了最为突出的研究成果.本文简要介绍了IBAD技术制备YBCO涂层导体的最新研究进展;并采用离子束辅助沉积技术在哈氏合金(Hastelloy)基底上成功制备了1米长具有钇稳定氧化锆(YSZ)缓冲层的金属基带.采用X射线衍射仪(XRD)分析YSZ缓冲层的取向;利用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(FESEM)观察其表面形貌.获得了可以实际应用的IBAD-YSZ/Hastelloy缓冲层长基带,可以在该基带上研制其他缓冲层以制备YBCO高温超导涂层导体带材.     

高温超导涂层导体CeO2缓冲层的化学溶液法制备及其热反应过程研究

本文通过化学溶液法在双轴织构的金属Ni-W衬底上外延生长了CeO2超导涂层导体缓冲层薄膜.X衍射极图表明其面内外织构良好.扫描电子显微镜和原子力显微镜观察薄膜表面光滑、平整且粗糙度低.采用差热分析研究了升温速率及样品质量对前驱溶液热反应过程的影响,结果表明其热反应主要经历了三个过程,其中吸附水的脱去和醋酸组的解离分别发生在110～140℃与230～240℃两个温度范围内,且受升温速率的影响很小,表明这两个反应都在较短的时间内完成.而发生在250～500℃温度段的氧化合成反应则需要较长的时间,其反应结束温度与升温速率近似成线性增加.X衍射分析进一步证实了上述三个热反应过程,当温度达到700℃时CeO2可以得到完好的结晶.     

Y稳定的ZrO2基体上YBa2Cu3O7／SrTiO3／YBa2Cu3O7异质外延三层…

采用磁控溅射方法在（１００）ＹＳＺ基底上沉积了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７／ＳｒＴｉＯ３／ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７异质外延三层膜。利用交流磁化率和四引线电阻测量的方法确定了三层膜的超导性能，利用Ｘ射线衍射和透射电子显微镜研究了三层膜的结构特征。研究结果表明，膜层的结晶质量较好，临界转变温度Ｔｃ在８３．５Ｋ和８６．７Ｋ之间。ＹＢＣＯ膜层中的绝大多数甚至全部）晶粒为ｃ取向，在有些膜中只存在少量的ａ或ｂ取向的ＹＢＣＯ晶     

NdBa2Cu3O7-δ/YBa2Cu3O7-δ多层膜体系的外延结构和磁通钉扎的研究

采用脉冲激光沉积技术.在单晶SrTiO3基底上外延生长了一系列名义结构为p×(NdBa2Cu3O7-δ(m)/YBazCu3O7-δ(n))的多层膜和准多层膜(单元层NdBa2Cu3O7-δ较厚而YBa2Cu3O7-δ呈非连贯的岛状分布,m,n为激光脉冲数,p为重复周期).样品的超导转变温度在87-91 K范围,具体大小取决于不同的调制结构,多层膜的重复周期越大,层状界面越多,超导转变温度就越低.磁传输测量表明,准多层的样品不仅具有较高的超导转变温度,而且具有较强的磁通钉扎性能,77 K零场下的临界电流密度高达4×106 A/cm2,显示出良好的应用前景.     

低激光能流沉积高质量的NdB2Cu3O7-x/YBa2Cu3O7-y高温超导薄膜

采用脉冲激光方法,先在YSZ（yttria stablized zirconia)衬底上制备（YBa2Cu3O7-y)/YSZ高温超导薄膜,再用较低的激光能流密度（1.2-1.0Jcm^-2)沉积一层NBCO（NdB2Cu3O7-x)薄膜,形成NBCO／YBCO／YSZ双层超导薄膜。在制备完当时,存放40天和存放400天后分别对薄膜进行了X射线衍射分析和电阻－温度曲线测量。结果表明,NBCO／YBCO／YSZ双层膜的转变温度、结晶度和表面稳定性及光滑度都优于YBCO／YSZ薄膜的。在YBCO／YSZ上使用较低的激光能量可以制备出优质的c轴取向NBCO高温超导薄膜。     

瞬态液相辅助的YBa2Cu3O7-δ超导薄膜快速成相及界面反应

高温超导涂层导体因其良好的强电强磁应用前景备受关注. 本文在无氟金属有机沉积(FF-MOD) 工艺中, 通过快速将低氧压气氛切换到高氧压(p O2 ) , 实现了 YBa2Cu3 O7 -δ (YBCO) 薄膜在 LaMnO3 (LMO)/IBADMgO/Y2 O3/Al2 O3/Hastelloy 衬底上的瞬态液相和高速外延生长. 研究了快速成相的氧分压和最高晶化温度的影响, 关注超导薄膜与种籽层之间的界面反应而产生的 BaMnO3 (BMO) 异质相, 对 BMO 的成核和生长机制进行了研究, 分析了 BMO 含量对 YBCO 薄膜织构与超导性能的影响. 结果表明低晶化温度、 低氧分压气氛能够有效抑制BMO 的形成, 而低含量 BMO、 强c 轴取向有利于获得高性能的 YBCO 薄膜.     

YBiO3缓冲层的化学溶液沉积法快速制备

基于固态分解原理,提出并验证了名为两步加热法(TSH)的CSD快速制备YBiO3缓冲层的技术方案。研究发现,聚丙烯酸-硝酸盐溶液前驱膜中的溶剂聚丙烯酸可以在40min内完全挥发。得到的无水硝酸盐混合物可以直接在高温下分解,并于1h内在钇稳定氧化锆上外延生长出YBiO3缓冲层,总工艺时间不足2h。测试结果表明,由此制得的YBiO3薄膜表面同样平整、致密,且具有良好的立方织构。两步加热法为涂层导体缓冲层的低成本连续制备提供了新的思路。     

电泳共沉积含Ag的YBa2Cu3O7-δ厚膜

电泳共沉积了含Ag的YBa2Cu3O7-δ厚膜．共沉积膜中的Ag含量随着原料中Ag量的增加而增加．YBa2Cu3O7-δ与Ag两种粒子吸附质子所带电量之间的关系为QYBCO=-0．1638QAg 0．1519F．添加剂聚乙二醇消弱了固体粒子之间的静电斥力作用,使膜的表面光滑平整．在Ag基带表面有垂直于基带面的沿a—b面生长织构形成．     

YBa2Cu3O7-x涂层导体的外延生长和性能对CeO2缓冲层的依赖性

利用倾斜衬底沉积法在无织构的金属衬底上生长了MgO双轴织构的模板层,在这一模板层上实现了YBa₂Cu₃O_7-x薄膜的外延生长.在外延YBa₂Cu₃O_7-x薄膜前,依次沉积了钇稳定的立方氧化锆和CeO₂作为缓冲层.利用X射线衍射2θ扫描、扫描、Ω扫描和极图分析测定了这些膜的结构和双轴织 关键词： 2Cu₃O_7-x镀膜导体')" href="#">YBa₂Cu₃O_7-x镀膜导体 2缓冲层')" href="#">CeO₂缓冲层 厚度依赖性 外延生长     

YBa2Cu3Ox高温超导涂层的研制

本文叙述了用氢-氧焰喷涂法研制 YBa_2Cu_3Ox 高温超导带的技术,并通过对超导涂层及各种基材间所形成的界面分析指出,在超导带研制中基底材料与涂层间的相互扩散;基底材料抗高温氧化特性,诸如氧化速度、氧化层粘合度等均为高温超导带研制中的某些关键问题.     

涂层导体用金属基带表面对过渡层成核的机理研究

涂层导体用金属基带的表面状况对在其上制备的过渡层的形貌和取向有很大影响.在Ni单晶、轧制辅助双轴织构基带(RABiTS)Ni和经过硫化处理的Ni基带三种不同衬底上采用磁控溅射法制备了CeO₂过渡层.结果表明,在Ni单晶和硫化处理的Ni基带上制备的CeO₂薄膜取向较差,而在RABiTS Ni上制备的CeO₂薄膜完全呈c轴取向,表面平整致密.反射高能电子衍射图显示,RABiTS Ni具有的c(2×2)的S超结构对CeO₂薄膜的取向生长起到了很重要的作用. 关键词： 涂层导体 金属基带 超结构 过渡层     

脉冲激光沉积制备YBa2Cu3O7-δ/Nb-doped SrTiO3双层结

超导体/半导体结(Superconductor/semiconductor p-n junction)在制备场效应管,晶体管方面具有巨大的潜力.本文通过脉冲激光沉积的方法,使用Nb掺杂的(100)方向SrTiO3作为薄膜衬底,沉积了厚度约为350nm c轴取向的YBa2Cu3O7-δ薄膜,从而得到YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3双层结.R～T曲线,以及XRD曲线显示YBa2Cu3O7-δ薄膜具有良好的超导电性和晶体结构,在零磁场不同温度下测量得电流-电压曲线显示YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3构成的超导体/半导体双层结在小于YBa2Cu3O7-δ临界转变温度Tc时具有p-n结整流特性,当大于YBa2Cu3O7-δ超导转变温度时,呈现出非典型肖特基结的特性.     

激光淀积YBa2Cu3O7外延超导薄膜

利用准分子脉冲激光成功地在(100)SrTiO_3与(100)Y-ZrO_2衬底上淀积了 YBa_2Cu_3O_7超导薄膜,T_c(R=0)>90K,J_c(T<82K)>1×10~6A/cm~2.研究了衬底温度对外延YBa_2Cu_3O_7薄膜超导性能及结构的影响.     

反应气体H2O对Y2O3隔离层外延生长的影响

报道了用反应溅射的方法在有强立方织构的NiW基带上连续制备Y2O3隔离层的研究结果.用X射线θ～2θ扫描,ψ扫描对薄膜的取向和织构进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行观察.论文主要研究了H2O分压对Y2O3隔离层外延生长以及表面形貌的影响,结果表明:H2O分压过小,Y2O3织构相对衬底有所弱化,薄膜表面不透明,原子覆盖不均匀,且不利于后续隔离层YSZ的生长.同时,临界H2O分压与温度和总气压的关系也作了详细研究.     

超薄超导YBa2Cu3O7薄膜的外延生长和电阻温度关系

利用紫外脉冲激光源淀积生长氧化物薄膜的技术，我们在ＳｉＴｉＯ３衬底上成功地外延生长了超薄超导ＹＢａ０．２Ｃｕ３Ｏ７薄膜样品．样品ＹＢａ０．２Ｃｕ３Ｏ７层厚度分别为２．４ｎｍ至１０．８ｎｍ（二至九个原胞）．四端引线电阻法测量了样品的电阻温度关系和超导转变．超导零电阻温度分别为１６Ｋ至８１Ｋ．超薄超导薄膜样品显示当ＹＢａ０．２Ｃｕ３Ｏ７层厚度达到和超过四个原胞层厚（９．６ｎｍ）时，厚度变化对样品超导零电阻转变的影响并不十分明显．实验观察到ＹＢａ０．２Ｃｕ３Ｏ７层厚度对样品超导零电阻温度和超导起始转变影响不同．这说明样品中的缺陷对样品性能有着不容忽视的影响．超薄ＹＢａ０．２Ｃｕ３Ｏ７超导薄膜样品的成功制备为进一步的研究提供了有利条件．