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。     

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     

在金属基带上用激光脉冲沉积法制备帽子层CeO_2的研究

利用脉冲激光沉积法在带有Y2O3、YSZ隔离层的金属基带上制备了CeO2帽子层。主要讨论了温度、激光脉冲频率对CeO2隔离层的影响,用X射线θ~2θ扫描、Φ扫描对薄膜的取向和织构进行表征。结果表明在温度为610℃、激光频率为10Hz、1Pa氧压下制备的CeO2隔离层能有效地继承衬底的织构,平均平面内Φ扫描半高宽度为6.9°。扫描电镜可以观察到薄膜表面致密且无裂纹,原子力显微镜观测表面平均粗糙度在10nm以下。     

YBCO涂层导体用YSZ缓冲层的快速制备研究

基于反应直流溅射法,采用镶嵌有钇粒的金属锆作为靶材,去离子水蒸汽为氧化反应气体,在有Y2O3种子层的双轴织构Ni-5at.%W基带上,系统地研究了温度和卷绕速度对YSZ阻挡层薄膜结构及表面形貌的影响。X射线衍射(XRD)分析表明,生长温度在700℃时制备的薄膜呈现明显的(002)取向;原子力显微镜(AFM)分析显示,该温度下制备的薄膜表面致密、无孔洞、无裂纹。在不同的卷绕速度下,虽然薄膜均为纯c轴取向,但其均方根粗糙度(RMS)和微粒大小均有较大差别。快速制备可达到抑制基片表面氧化、助于薄膜取向改善、提高薄膜制备效率的目的。     

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.     

表面氧化外延法中温制备涂层导体NiO种子层

高温超导涂层导体是解决当今能源危机的重要复合材料之一,而经济、有效、节能的制备技术是涂层导体广泛应用的关键.本文采用表面氧化外延法在Ni-wt.5%W基带上普氩下中温氧化制备了立方织构的NiO种子层.通过对氧化温度和氧化时间两个主要因素分析,确定了NiO生长条件为普氩中790℃内保温20mins。与高温(空气中1000℃以上)制备相比,降低了氧化膜制备温度.薄膜厚度大约为650nm.最后在生成的NiO薄膜上化学溶液沉积了YBa2Cu3O7-δ/SmBiO_3复合层,所得样品超导转变温度为89 K,77 K自场下临界电流密度为1.46 MA/cm2(77K,零场).中温表面氧化外延法为涂层导体制备提供了一种实用可行路径.     

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.     

涂层导体外延MgO层的织构与表面形貌探究（英文）

采用直流反应磁控溅射技术在IBAD-MgO基底上外延生长MgO.良好的MgO薄膜(面内织构度FWHM7°,表面均方根粗糙度RMS2nm)能够在较宽的温度区间400℃到500℃间获得.对于温度影响的MgO薄膜生长,我们采用了基于密度泛函的第一性原理进行模拟,得到与实验结果相符合的结论:过高的温度在损害薄膜织构的同时,会造成表面粗糙度的增加.而与之相反的:薄膜厚度由40nm增加到600nm时,薄膜织构虽然优化但会损害薄膜表面.薄膜的岛状生长与Ehrlich–Schwoebel(ES)势垒,是造成表面恶化的主要原因.     

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.     

液晶表面锚定能的温度依赖性研究

通过测量扭曲液晶盒中的液晶分子的实际扭曲角及摩擦方向与液晶分子的界面指向矢之间的方位偏角，用自行建立的液晶方位表面锚定能的测量方法，测定了５ＣＢ液晶与摩擦的聚酰亚胺界面的锚定能及其温度依赖性，并用热力学理论进行了分析．实验结果表明，随着温度的增加液晶的表面锚定能Ｅ_ａ是减小的，从２５.５℃时的５.０×１０^－5Ｊ／ｍ²减小到３５℃时的５.０×１０^－6Ｊ／ｍ²；同时，外推长度ｄ_e随 关键词：     

倾斜衬底沉积涂层导体MgO缓冲层

本文通过倾斜衬底沉积技术在Hastelloy基底上成功生长出具有双轴织构的MgO缓冲层。系统研究了衬底倾角分别为30°和55°,薄膜厚度对MgO双轴织构、织构角以及表面形貌的影响。ISD-MgO薄膜最小面内、外半高宽分别为11.0°和6.6°。另外,800℃下,在ISD-MgO上自外延300 nm厚的MgO薄膜可以优化其表面质量,为涂层导体的制备提供高质量缓冲层。     

导体表面的电荷层有多厚

众所周知,如果导体带电,由于各个电荷互相排斥,所有电荷就会分布在导体表面.这些电荷在整个导体表面上分布成很薄很薄的一层. 自然提出这样的问题:这一电荷层在原则上是无限薄,还是有一定的厚度呢?如果有一定厚度,其数量级多大呢? 为回答这一问题,我们考虑一个带正电的实心球,其半径为a,同时为避免由于原子结构的影响而使问题复杂化,这里暂且假定这个球是一块密实的导体。 假定表面电荷层有一定厚度.那么其分布应是球对称的.考虑距离球心为r的某点P,r相似文献   

极性晶体中表面磁极化子的温度依赖性

本文讨论电子和体纵光学声子耦合弱,与表面光学声子耦合强时对表面磁极化子的温度特性的影响,用线性组合算符法研究表面磁极化子的振动频率和诱生势的温度依赖性.对AgCl晶体进行了数值计算.结果表明,极化子的振动频率和诱生势随温度的升高而减小.     

导体表面的电荷分布

关于导体表面的电荷分布，部分普物教材和一些学者对此作过定量的计算和理论上的探讨，其中罗恩泽提出了导体表面电荷密度按表面曲率的分布函数理论．本文对罗恩泽的理论提出异议．笔者认为，赵凯华、戴显熹等人对此问题的论述是全面、正确的. 但他们的论述是定性的，本文对此作一些定量补充     

导体表面的电荷分布

从对称性角度出发讨论了导体表面的电荷分布问题，并对“电荷密度分布函数”的理论作了评述。     

溶胶-凝胶法制备Y系涂层导体隔离层

本文报道了利用溶胶-凝胶法制备Y系涂层导体CeO2、MgO、SrTiO3隔离层的工作.以无机盐为前驱物获得CeO2、MgO、SrTiO3的溶胶,通过浸蘸涂覆和旋转涂覆把胶体涂覆在织构Ni基带上,然后进行热处理,形成涂层,重复以上过程使涂层达到一定厚度,最后进行高温热处理,得到CeO2、MgO、SrTiO3隔离层.利用扫描电镜分别观察了三种涂层的表面形貌,利用X射线对三种涂层的织构进行了研究.     

钛表面FHAP涂层的电沉积制备及其FTIR特征研究

在含有Ca2+,PO3-₄和F-的电解液中,用电化学恒电流方法,在工作电流为0.9 mA温度为60 ℃的条件下沉积60 min,在医用钛(Ti)表面上制得含氟羟基磷灰石(FHAP)涂层。采用扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对涂层进行表征,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)考察了氟离子的引入对涂层构象和生物活性的影响。结果表明：氟部分取代磷灰石中的羟基,FHAP晶格常数变小,涂层相貌由疏松的微米级的菊花瓣状变化为致密的纳米级的尖锥状。FTIR分析表明,涂层中羟基的伸缩和弯曲振动模式的对称性发生了改变,模拟体液浸泡后涂层覆盖碳磷灰石,涂层生物活性良好。     

表面极化子光学声子平均数的磁场和温度依赖性

采用变分法、幺正变换和拉格朗日乘子法,研究了有限温度下纯二维晶体中表面磁极化子的性质.讨论了表面光学声子平均数、磁极化子振动频率λ与磁场B、温度T及Lsgrange乘子u之间的关系.对KCl晶体进行了数值计算,结果表明:磁极化子振动频率、表面光学声子平均数均随磁场B的增强而增加,且随温度T升高而增加.当bgrange乘子u超出慢电子范围时磁极化子振动频率、表面光学声子平均数均随u增加而增大且变化越来越显著.     

用三源热共蒸法制备的二十厘米长涂层导体及其显微结构

用真空三源热共蒸发法制备了二十厘米长的涂层导体,其宽度为1厘米, 超导层宽度为0.9 厘米,厚度为600纳米.使用直流四引线法测试,导体在77K时的临界电流大于120安培,相应的临界电流密度大于每平方厘米220万安培.表征电流-电压曲线超导转变陡峭度的n值为35.显微结构观察表明其膜层显微形貌与单晶衬底上的薄膜极其相似.X射线衍射研究表明超导薄膜的相成分纯,面内FWHM为Δφ=6.23°,面外FWHM为Δω=3.84°,表明涂层的优良织构.在此文章将详细报告导体的制备和显微结构及物理测试结果.