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。     

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...     

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.     

化学溶液沉积制备氧化石墨烯掺杂YBCO薄膜

YBCO薄膜在液氮温区具有优异的性能,围绕低成本溶液沉积技术和新型添加剂的研究是目前研究热点.采用化学溶液沉积技术成功制备出氧化石墨烯掺杂YBCO薄膜.通过在YBCO前驱液中引入氧化石墨烯,改变YBCO胶体的热解行为,促进YBCO前驱体的分解.在晶化过程中,氧化石墨烯有利于抑制YBCO晶粒长大.结果表明,适量添加氧化石墨烯可以改善YBCO薄膜的微观形貌和外延生长,提高超导层的性能.     

金属有机物化学气相法制备YBCO超导薄膜研究

运用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD),在LaAlO3(LAO)单晶上沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导薄膜。通过使用优化的进液装置,使金属有机源连续、稳定地输送至蒸发皿进行闪蒸。通过优化总气压、氧分压等生长条件,获得高质量的YBCO薄膜。在固定的温度条件下,调节反应总气压和氧分压,在总压为380Pa,氧分压为180Pa获得YBCO薄膜临界电流密度Jc=0.6MA/cm2。随着氧分压增大,YBCO薄膜产生a轴取向,(005)峰向左偏移,且薄膜中的Cu/Ba由1.0变化至1.63。在Cu/Ba=1.48时,YBCO薄膜结构与性能较优。     

单源进液金属有机化学气相沉积法工作气压对YBCO薄膜制备的影响研究

基于金属有机化学气相沉积法(MOCVD),在沉积有Y2O3/YSZ/ CeO2( YYC)多层过渡层的Ni - W_at.5％金属基带上沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导薄膜.通过对单源进液系统的优化,使金属有机源连续稳定地输送到蒸发皿进行闪蒸.优化总气压并通入N2O气氛,以获得高质量的YBCO薄膜.在优化的温...     

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。     

热处理温度对化学溶液沉积GdBiO_3薄膜生长的影响

以铋、钆的硝酸盐等制备前驱溶胶体系,用CSD法在SrTiO3(100)基底上制备出c轴织构良好的可作为涂层导体缓冲层的GdBiO3(GBO)薄膜。首先利用差热分析的结果对GBO薄膜分解过程的吸、放热情况进行了研究,确定了较为适当的有机物分解工艺。在此基础上研究了不同外延成相热处理温度对GBO薄膜生长的影响,并对较高温度处理后样品产生裂纹的原因进行了初步分析。GBO薄膜的相组成和微结构利用XRD和SEM进行分析。研究结果表明,在Ar气氛中适宜于GBO薄膜生长的最佳温度在770℃度附近,在此条件下可以制备出表面平整致密的GBO薄膜。     

TFA-MOD方法制备YBCO超导薄膜研究

采用TFA-MOD方法在LaAlO3(001)单晶基片上制备了性能良好的YBCO超导薄膜:临界电流密度(Jc)可达3MA/cm2(77K,0T),超导转变温度Tc≈90K,转变宽度ΔTc=0.5K,其一次涂层厚度达338nm.通过X射线衍射(XRD)分析表明YBCO具有纯c-轴取向、无a-轴取向的晶粒存在.ω扫描分析表明该YBCO薄膜具有很好的面外外延性,其摇摆曲线的半高宽(FWHM)为0.653°. 用SEM分析也表明膜的表面无裂纹存在,表面平整,没有a轴晶粒生长.     

Enhanced flux-pinning in fluorine-free MOD YBCO films by chemical doping

YBCO films without and with dilute cobalt and zinc doping were prepared on (0 0 l) LaAlO₃ substrate by non-fluorine metal organic deposition method. Effects of dilute cobalt and zinc doping on biaxial texture, microstructure and flux-pinning properties of YBCO films were investigated. The surface density and smoothness of the doped YBCO films have been distinctly improved compared with that of the pure film. Dilute cobalt- and zinc-doped YBCO films exhibit significantly enhanced J_c values in the magnetic field. The best result is achieved in the cobalt-doped YBCO film. At 77 K, J_c values of cobalt-doped film are 1.7 and 5.4 times higher than that of pure film in 0.5 T and 1.5 T, respectively. These results strongly suggest that dilute cobalt and zinc doping is a promising way to increase the current carrying capability of YBCO films.     

采用MOD法在LAO上制备YBCO超导薄膜的Raman光谱研究

研究了TFA-MOD法在铝酸镧基体上制备YBCO超导薄膜时不同初始热处理温度对薄膜的影响。通过XRD、Ram an光谱和SEM等手段,对生长过程中的YBCO超导薄膜结构进行表征、分析,探讨了YBCO的生长机制。     

用电泳技术制备YBCO高温超导厚膜

介绍了电泳技术制备YBCO高温超导厚膜的实验方法和YBCO高温超导厚膜的电学性质测量 ,讨论了在学生小型科研实验或设计实验中开展此实验的学时安排、注意事项和实验内容的扩展 .     

关于YBCO薄膜过热现象的研究

在用YBa₂Cu₃O_z(YBCO)种膜液相外延生长Nd_1+xBa_2-xCuO_z(NdBCO)厚膜的过程中，YBCO晶体在高于熔点的温度下保持不熔化并且起到了外延种子的作用.采用高温金相显微镜,我们实时观察YBCO薄膜的熔化过程，发现了超导氧化物薄膜的过热现象，并且结合XRD极图的分析和Ba-Cu-O熔体的不润湿性现象合理解释了YBCO形成过热的机制.另外，通过对具有不同微观结构的YBCO薄膜熔化行为的横向比较，研究YBCO薄膜品质对于其过热度的影响，并用半共格界面能理论很好地解释了AFM和XRD分析及实时观察熔化过程的实验结果. 关键词： 过热 YBCO薄膜 熔化形核     

Microstructure of YBCO thin films prepared by TFA-MOD method

The microstructure of the recently developed coated conductors was investigated by using electron back scatter diffraction pattern (EBSP). We prepared TFA (trifluoroacetates)-MOD (metal organic deposition) derived YBa₂Cu₃O_7−x (YBCO) films on CeO₂/LaMnO₃/IBAD-MgO/Gd₂Zr₂O₇/Hastelloy C276 substrates of 1 cm-width. The EBSP observation showed that there was a difference of surface microstructure between the midsection and the end of TFA-MOD YBCO film layer in the direction of width. This is attributed not to the local difference of the biaxial texture of CeO₂ top layer but to the local difference of growth condition during TFA-MOD process.     

平面靶直流溅射制备YBCO高温超导薄膜研究

开展了平面靶溅射法制备YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜工艺研究,以达到提高沉积速率的目的。通过增加工作气体总压(Pt),采用基片旋转达到离轴溅射模式,有效地克服了传统平面靶直流溅射法中高能粒子轰击和负离子反溅射现象。在两英寸LaA lO3(LAO)基片上成功外延生长得到了微观结构良好、电学性能优越(临界电流密度Jc=2.3/2.0mA/cm2)的双面YBCO高温超导薄膜。     

Spectroscopic and X-ray diffraction study of high Tc epitaxial YBCO thin films obtained by pulsed laser deposition

We report spectroscopic characterization of epitaxial YBCO thin films grown on LaAlO₃ by pulsed laser deposition. Raman spectroscopy and spectroscopic ellipsometry were used for film characterization and the results were correlated with X-ray diffraction measurements. The mentioned techniques allowed us to analyze crystallographic, micro-structural, and morphological properties of YBCO thin films. We also demonstrated that relatively low resolution Raman spectroscopy and spectroscopic ellipsometry are reliable techniques for a rapid and non-destructive characterization of epitaxial YBCO thin films.