低温热解速率对低氟化学溶液法制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)膜形貌及超导性能的影响（英文）

为了探讨低氟前驱液对应的低温热解过程的升温速率对超导膜YBa2Cu3O7-δ(YBCO)表面形貌和超导性能的影响,我们在不同的低温热解速率下(1,3,5,10,15,20℃/min)制备了一系列的超导膜.低氟前驱液中的氟含量比全氟前驱液中减少了大约50%.X光衍射(XRD)分析表明:采用低氟前驱液,在很大的升温速率窗口,都能容易地获得良好外延生长的YBCO超导薄膜.但是,过快的热解速率(如15、20℃/min),会导致超导膜表面的恶化,出现皱褶或裂纹.升温速率在1℃/min和10℃/min之间,自场下的临界电流密度(JC)能保持比较高的值.在当前实验条件下,考虑YBCO超导膜的综合性能,5℃/min是最合适的低温热解速率.采用低氟前驱液,在5℃/min,600nm的YBCO膜的低温热解时间可以缩短到50分钟,其样品织构良好、表面平整;在LaAlO3单晶上制备的200nm的YBCO膜可以获得JC为3.0MA/cm2左右(77K,自场).     

热处理温度对碳掺杂MgB_2/Nb/Cu超导线材性能的影响

采用Nb/Cu复合管作为外包套材料,通过原位法粉末装管工艺(PIT)制备了C掺杂MgB2/Nb/Cu线材.在高纯流动氩气保护条件下、650～950℃温度区间内烧结2h.微观结构分析显示,通过该工艺制备的MgB2/NbZr/Cu线材具有良好的晶粒连结性和较高的致密度.X射线衍射(XRD)分析表明在750℃左右可以生成纯度较高的MgB2相,在低温和高温下烧结后均有杂相峰出现,并且高温烧结后所生成的相结构较为复杂.采用四引线法超导临界电流的测试结果表明,低温烧结后的线材具有超导电流传输性能,而当热处理温度超过750℃时,样品中的电流传输状态表现为正常电阻态.实验结果证实采用Nb作为原位法MgB2超导线材的包套阻隔层时,成相热处理一般应该在低于750℃的温度下进行.     

无氟PA-MOD法制备SmBa2Cu3O7-x薄膜的热处理研究

采用无氟(PA-MOD)在(00l)取向的LaAlO3单晶基底上制备SmBa2Cu3O7-x(SmBCO)超导薄膜,研究了不同成相热处理温度对薄膜性能的影响.X射线衍射(XRD)分析结果表明,经过高温处理的SmBCO薄膜其晶粒具有良好的c轴生长取向.扫描电镜(SEM)分析表明,790℃成相的SmBCO薄膜的表面更加平整致密.物理性能测试系统(PPMS)测试结果表明SmBCO样品的超导临界温度Tc为89.74K.研究了高温热处理过程中不同熔融温度制备SmBCO薄膜的影响.     

电子束蒸发在不同Ar气氛下外退火制备MgB2超导薄膜

制备高质量的MgB2薄膜是实现MgB2超导电子器件应用的前提和基础.我们用电子束蒸发B膜和Mg/B多层膜为前驱然后后退火的方法,分别在高温区(~900℃)和中温区(~750℃)成功获得了MgB2超导薄膜.改变退火的Ar气压条件,采用B膜前驱退火的样品Tc可达到38K以上,转变宽度0.3K.Mg/B多层膜的结果尽管Tc稍低(Tc~35K),但薄膜表面更加均匀,且避免了高温下Mg蒸汽污染的问题.对于两种前驱退火中观察到的完全不同的退火气压影响,我们认为是与其各自的超导成相过程相联系的,在此基础上我们对退火气压效应给出了自己的分析和解释,为今后进一步细致研究退火过程中的薄膜生长机制提供了参考.     

先驱粉对(Bi,Pb)-2223/银超导带材的显微结构及临界电流密度的影响

本文通过控制粉末的烧结温度,得到三种由不同相含量组成的前驱粉末,并采用这些前驱粉末制备出超导带材.通过对带材的显微结构的观察和临界电流密度的测量表明,前驱粉末的相组成对(Bi,Pb)-2223/银超导带材的显微结构和临界电流密度有很大影响.采用不同的前驱粉末所制备的带材具有不同的临界电流密度,带材的临界电流密度取决于所形成的微观组织.通过SEM观察三种带材的微观组织发现,样品中的杂相(第二相)主要是残留的2212相,(Sr,Ca)2CuO3相和CuO相,这些残留相的生成与前驱粉末中各相比例的失衡有关.杂相的尺寸,含量及其形状是影响带材临界电流密度的主要因素.因此,获得合理的前驱粉末相组成是改善带材超导性能的关键之一.     

短时高温热处理工艺对YBCO超导薄膜结构和性能的影响

通过无氟高分子辅助金属有机物沉积法(PA-MOD)制备了YBCO超导薄膜,研究了785～845℃的不同短时高温热处理对YBCO薄膜双轴织构、表面形貌及超导性能的影响.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的结果表明,经800℃短时高温处理的YBCO薄膜具有良好的双轴织构和平整致密的表面形貌.物性测量(Quantum-DesignSQUID)的结果表明,该薄膜超导转变温度达到90K,77K自场下的临界电流密度(Jc)为2MA/cm2.     

高频溅射法制备Bi—Sr—Ca—Cu—O超导薄膜

以单晶 YSZ、YAG 为衬底,用高频溅射法制备了 Bi-Sr-Ca-Cu-O 超导薄膜,膜厚为0.5—1μm,其中两个样品的超导性能为 T_c(onset)=92K,T_c(mid)=78K,T_(ce)=42K 和T_c(onset)=95K,T_c(mid)=78K,T_(ce)=36.5K,经分析,后者的组成近似地为Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_x.对靶组分、溅射和热处理条件与生成的膜成分、物相、形貌以及超导电性的关系做了讨论.     

SmBa2Cu3O7-x超导块材纳米粉合成工艺研究

本文采用不同相成分纳米前驱粉,制备了一系列SmBa2Cu3O7-x块材,并对其制备工艺进行了研究.纳米前驱粉制备采用本中心自行研发的一种简便高效的"凝胶快速分解法".研究结果表明,采用"凝胶快速分解法",经650℃～950℃的适当热处理可以得到不同相成分的纳米前驱粉;在一定的温度和时间范围内,前驱粉的粒度基本不受热处理温度的影响.磁测量的结果表明,化学成分相同时,前驱粉的相组成对最终的SmBa2Cu3O7-x块材的临界超导转变温度(Tc)并无明显影响.     

改进型前驱液对化学溶液法制备YBCO薄膜的影响

传统全三氟乙酸前驱液对涂敷环境湿度、低温预分解过程中的升温速率和水汽分压等因素具有敏感性,采用改进型前驱液可以降低其敏感性,从而有利于涂层导体的连续制备.我们提出的改进型前驱液中,三氟乙酸钇、三氟乙酸钡和苯甲酸铜是前驱体,甲醇和丙酸的为溶剂.采用化学溶液法在铝酸镧单晶衬底上制备YBCO,低温分解阶段以1～5℃/min快速升温,可以获得低温后的前驱膜光滑完整,无裂纹.通过X衍射分析和扫描电镜分析了薄膜的织构和表面微结构,四引线法测试薄膜超导电性.采用改进型前驱液制备的薄膜超导转变温度(Tc)为90K,在77K、自场下临界电流密度(Jc)为1MA/cm2.     

无团聚YAG:Ce~(3+)荧光粉的制备与表征

采用共沉淀-喷雾干燥法制备YAG∶Ce3+荧光粉。前驱体经热处理、研磨、酸洗碱洗后形成荧光粉。研究了前驱体料浆浓度、热处理条件、研磨、酸洗碱洗对粉末晶相、颗粒形貌、粒度和发光性能的影响。研究发现:料浆浓度为0.2,0.4,0.6 mol/L时,前驱体颗粒形貌分别呈碎屑、光滑和褶皱状球形;无团聚光滑球形前驱体经1 100℃热处理4 h后,XRD未检测到杂相;继续升温至1 550℃,荧光粉相对亮度随之提高;酸洗碱洗能够去除碎屑,获无团聚荧光粉,提高相对亮度。     

Microstructures and electrical properties of La0.8Sr0.2MnO3 films synthesized by sol-gel method

La_0.8Sr_0.2MnO₃ (LSMO) thin films were fabricated on alumina substrates by an improved sol-gel dip-coating process. It was found that multiple dip-coating process could not be performed until the pre-firing temperature reached 600 °C. Different amounts of LSMO powders were added to precursor solution with an aim to avoid cracks in LSMO thin films during calcining caused by the shrinkage mismatch between the film and the substrate. The structure and surface morphology of the films prepared from precursors with and without LSMO powders were characterized using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the addition of 56.4 wt.% LSMO powders into the sol-gel precursor solution significantly modified the microstructure of films. A single LSMO perovskite phase was obtained on alumina substrate after calcining at 800 °C for 4 h by the improved sol-gel method. The sheet resistance of the films prepared with different processing parameters was measured by four-point dc method. Results indicated that the sheet resistance of films decreased with increasing the number of coating applications and the amount of LSMO powders.     

化学溶液沉积快速制备YBCO超导薄膜研究

用传统的三氟乙酸盐—金属有机化合物热解法（简称TFA-MOD）来制备YBCO超导薄膜,由于制备时间长,不利于工业化.本文通过加入高沸点螯合剂二乙醇胺来改善前驱液性质,然后采用高温烧结一步法快速制备出完整的YBCO超导薄膜.制备的YBCO超导薄膜致密、几乎无a轴晶粒,YBCO（00l）峰具有立方取向,没有其他杂相峰.同时...     

电子束蒸发制备YBCO超导薄膜研究

采用电子束沉积制备YBCO超导薄膜,研究了760℃—840℃的不同退火温度下高温热处理对YBCO薄膜双轴织构、表面形貌及超导性能的影响。超导临界电流密度测试、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的结果表明,退火温度在在800℃时,YBCO薄膜具有良好的织构和平整致密的表面形貌,在77K自场下的临界电流密度J可达4.2×106/cm2。     

插入二氧化铈薄膜提高MOD-YBa2Cu3O7-x厚膜超导性能的研究

YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)膜存在“厚度效应”: 随着厚度增加, YBCO薄膜的临界电流密度下降, 尤其是YBCO薄膜的厚度超过1 μm时, 它的临界电流密度急剧下降. 本文在YBCO薄膜之间引入极薄的二氧化铈(CeO₂)薄膜, 成功制备出结构为YBCO/YBCO/CeO₂/YBCO的超导厚膜. 所制备的厚度为2 μm的YBCO膜临界电流密度为1.36 MA/cm² (77 K, 自场), 其性能比相同厚度的纯YBCO膜有了较大幅度的提升. 研究表明CeO₂薄膜起到了传递织构、松弛应力的作用.     

化学溶液沉积(CSD)法制备YBCO薄膜研究进展

采用CSD法制备YBCO薄膜可精确的控制组份,不需要真空设备,成为近年来的研究热点之一。文中概述了CSD法制备YBCO薄膜的研究进展,总结了在不同的CSD工艺中,起始原料、化学添加剂对YBCO薄膜热处理时间、质量、可重复性等因素的影响。     

Fabrication of YBCO／YSZ and YBCO／MgO thick films using electrophoretic deposition with top-seeded melt growth process

Superconducting thick films were grown on single crystals MgO and YSZ by electrophoretic deposition with Y_2BaCuO_5(Y211) addition. YBCO thick films were then accomplished by sintering the precursor films above the peritectic temperature. Single crystals of MgO (3×3×0.5 mm^3) were used as top-seed to control crystal structure of the thick films. As shown by scanning electron microscopy, the morphologies of YBCO/YSZ and YBCO/MgO thick films are spherulitic texture and platelet type. The critical temperature is ～89 K for the YBCO/YSZ thick film; the onset transition temperature is 86.4 K and the transition width is ～3 K for YBCO/MgO thick film. The critical current densities (as determined by Bean model) are, in A/cm^2, 3870 (77 K) for YBCO/YSZ thick films and 2399 (77 K) for YBCO/MgO thick films, which are comparable to the best J_c reported of the thick films prepared by the same method.     

A comparative study of YBa2Cu3O7-δ/YSZ bilayer films deposited on silicon-on-insulator substrates with and without HF pretreatment

Highly epitaxial YBa2Cu3O7-δ (YBCO) and yttria-stabilized zirconia (YSZ) bilayer thin films have been deposited on silicon-on-insulator (SOI) substrates by using in situ pulsed laser deposition (PLD) technique. In the experiment, the native amorphous SiO2 layers on some of the SOI substrates are removed by dipping them in a 10% HF solution for 15 s. Comparing several qualities of films grown on substrates with or without HF pretreatment, such as thin film crystallinity, general surface roughness, temperature dependence of resistance, surface morphology, as well as average crack spacing and crack width, naturally leads to the conclusion that preserving the native SiO2 layer on the surface of the SOI substrate can not only simplify the experimental process but can also achieve fairly high quality YSZ and YBCO thin films.     

湿度对YBCO薄膜微观结构和超导性能的影响

文中采用无氟高分子辅助金属有机物沉积法( PA - MOD)在不同湿度条件下在LaAlO3单晶基底上制备了一系列YBCO超导薄膜.X射线衍射、扫描电镜和物性测量的结果表明,在成相热处理过程中气氛湿度对YBCO薄膜的结构和超导性能的有明显影响.干燥气氛成相的YBCO薄膜织构较好,表面较平整、致密,超导性能也较高,其临界超...     

MOD法在BaPbO_3/LaAlO_3上沉积YBa_2Cu_3O_(7-σ)层的研究

实验配制了一种新型的YBCO前驱溶液,经过旋转涂覆和适当的热处理工艺,在单晶LaAlO3(100)基底和以BaPbO3为缓冲层的LaAlO3基底两种结构上外延生长YBa2Cu3O7-σ(YBCO)超导层。XRD结果表明:在两种结构上均生长了单相的YBCO层,YBCO晶粒沿垂直于基底表面的c轴方向外延生长。这种择优性在以BaPbO3为缓冲层的YBCO结构中更加明显。SEM结果表明,在两种结构上均形成致密的YBCO层。     

金属有机溶剂法Y1Ba2Cu3O7-δ超导薄膜的Ce掺杂效应

通过三氟乙酸盐-金属有机物沉积方法（TFA-MOD）研究了Ce掺杂对钇钡铜氧（YBCO）超导薄膜性能的影响.观察到10 mol%Ce掺杂使YBCO超导薄膜的c轴取相降低,出现明显的a轴晶粒,薄膜表面变得粗糙.尽管超导临界温度稍有减小,其超导临界电流密度（Jc）在高磁场下性能获得了有效提高,当外磁场强度达到2T时,超导薄...