NdBCO厚膜籽晶生长YBCO块体材料

本研究采用液相外延生长(Liquid phase epitaxy,简称LPE)的NdBa2Cu3O7-δ(NdBCO)高温超导厚膜作籽晶,通过冷籽晶熔融织构的方法生长YBa2Cu3O7-δ(YBCO)块体材料.与通常使用的籽晶相比,NdBCO厚膜籽晶具有如下优点:相对于非超导材料籽晶(MgO 等),NdBCO具有和YBCO相似的晶体结构和晶格常数,并对体系不会造成污染;与单晶体及熔融织构获得的籽晶相比,LPE获得的大尺寸NdBCO厚膜,有可能得到大单畴结构的YBCO块体材料;与NdBCO薄膜籽晶相比,NdBCO厚膜具有更高的结晶性能.本文讨论NdBCO厚膜籽晶生长YBCO块材过程中籽晶的影响及其热力学稳定性等问题.     

液相外延生长Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3膜及生长机理研究

采用PbO作助溶剂,我们在钛酸锶(STO)衬底上用液相外延方法生长了一层具有特定取向的PZNT岛状外延膜,并通过引入c轴取向的PZT过渡层后,使原来的岛状三维生长转变为二维生长,显著改善了外延膜的质量,获得了几个微米厚、较完整的PZNT膜.实验证明:在氧化镁和铝酸镧(001)基片以及STO(110)/(111)衬底上,PZNT晶粒以自发形核为主,外延生长膜主要呈现岛状形貌;取STO(001)衬底,膜颗粒取向一致性好,并可获得完整的PZNT膜.     

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     

YBCO薄膜热稳定性和微结构的关系研究

我们已报道过YBa2Cu3O7-δ(YBCO)的过热现象并且对其过热的机制进行了研究[1～2] .在本文的工作中,主要研究了YBCO薄膜的微结构对于其过热行为的影响.通过高温金相显微镜对具有不同微结构的YBCO薄膜的不同的熔化行为进行了实时观测,并且用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)对这些具有不同品质的薄膜进行表征.结果表明, YBCO薄膜的微结构对于其过热度以及整个薄膜熔化的过程有很大的影响,高品质的薄膜具有低界面缺陷比率,由此导致了其在熔化过程中较高的过热度.本文同时在实时观测,AFM和XRD所得到实验结果的基础上,通过半共格界面能的理论很好的解释了YBCO薄膜在不同的微结构情况下体现出来熔化和过热行为的差异.     

Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-δ)单晶的生长与退火效应研究

采用顶部籽晶提拉法成功生长出了Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ(x=0.07215,0.23960)单晶样品。利用X射线结构分析技术对生成单晶进行了表征,通过对样品进行了不同时间的退火处理,结合超导磁化特性测量,讨论了单晶样品超导转变温度Tc随退火温度和Pr替代含量的变化,并根据单晶样品磁化特性曲线,从低场下的布拉格玻璃态到高场下的磁通玻璃态的相变角度对尖峰效应进行了初步分析。     

YBCO液相外延生长初始阶段的研究

通过液相外延生长的方法能制备高质量的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导厚膜.利用高温金相显微镜,在大气气氛下实时观测了沉积在MgO基片上的YBCO薄膜熔化过程以及随后冷却过程中的液相外延生长初始阶段.通过对包晶分解过程的控制,留下部分微米级YBCO晶粒,并以此作为外延生长的种子.实验结果表明,通过包晶反应Y2BaCuO5+Liquid→YBa2Cu3O7-δ,能在这些剩余的YBCO晶粒周围快速外延生长出YBCO晶体.本文探讨了初始阶段的生长动力学以及外延生长取向问题.     

液相外延YBCO膜中氧扩散

采用原位等温电阻弛豫法探索了液相外延YBCO膜中氧扩散行为,得到氧化学扩散激活能E～1.1eV.     

Sm123在Sm211晶须上取向生长研究

通过热力学参数的控制，我们在Sm-Ba-Cu-O的高温熔体中获得了长度可达4．2mm的Sm211晶须．通过SEM、HRTEM及SCXD等表征手段，对晶须的表面形貌和微观结构进行了分析，并确定其生长方向为晶须的〈001〉方向．通过高温金相显微镜，我们原位观察到Sm123晶体在Sm211晶须上按照特定取向生长．本文对Sm123与Sm211的取向关系进行了探讨．     

YBCO薄膜热稳定性和微结构的关系研究

我们已报道过YBa2Cu3O7-δ（YBCO）的过热现象并且对其过热的机制进行了研究．在本文的工作中，主要研究了YBCO薄膜的微结构对于其过热行为的影响．通过高温金相显微镜对具有不同微结构的YB（的薄膜的不同的熔化行为进行了实时观测，并且用原子力显微镜（AFM）和X射线衍射仪（XRD）对这些具有不同品质的薄膜进行表征．结果表明，YBCO薄膜的微结构对于其过热度以及整个薄膜熔化的过程有很大的影响，高品质的薄膜具有低界面缺陷比率，由此导致了其在熔化过程中较高的过热度．本文同时在实时观测，AFM和XRD所得到实验结果的基础上，通过半共格界面能的理论很好的解释了YBCO薄膜在不同的微结构情况下体现出来熔化和过热行为的差异．     

Pr替代YPBCO超导单晶的峰效应研究

采用TSSG法在1 atm氧气氛下生长出Y1-xPrxBa2Cu3O7(x=0.07215)超导单晶样品;测量了该单晶样品在不同温度下的磁特性;根据Bean临界态模型,计算出不同温度下的临界电流密度Jc对磁场H的依赖关系;在对该样品的直流磁化研究中观测到了峰效应。随着温度的降低,样品的临界电流密度明显增加。