不同雜質(zhì)離子摻雜YBCO薄膜性能的研究.pdf

1、YBCO高溫超導(dǎo)薄膜由于其自身的優(yōu)良性能及潛在的價(jià)格優(yōu)勢，一直受到很大的關(guān)注。近年來，YBCO高溫超導(dǎo)薄膜在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。然而外加磁場下較低的臨界電流密度嚴(yán)重限制了其在某些領(lǐng)域方面的應(yīng)用。本課題的研究目的是提高YBCO薄膜的有場性能。
　　本論文中采用無氟的高分子輔助金屬有機(jī)物沉積法制備了YBa2Cu3-xRxO7-δ(R=Li、Ni，x=0、0.0005、0.001、0.0015、0.002)的高溫超導(dǎo)薄

2、膜。分別采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、物性綜合測量系統(tǒng)(PPMS)和磁學(xué)測量系統(tǒng)(MPMS)對它們的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:微量雜質(zhì)離子Li+和Ni2+摻雜，都不會引起YBCO薄膜晶體結(jié)構(gòu)及表面形貌的明顯改變;隨著Li+和Ni2+名義摻雜量的增加，YBCO超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低;適量Li+和Ni2+摻雜都可以明顯增強(qiáng)YBCO薄膜在低溫高場下和高溫整個(gè)磁場范圍內(nèi)的磁通釘扎性能，有效

3、地提高了其在外加磁場下的載流性能。與微量Ni2+摻雜的YBCO薄膜相比，微量Li+摻雜的YBCO薄膜在高場下表現(xiàn)出更強(qiáng)的磁通釘扎性能，具有更高的臨界電流密度。另外，對未摻雜和Li+和Ni2+摻雜YBCO薄膜的磁通釘扎機(jī)制進(jìn)行了分析?？梢缘贸?，在未摻雜的YBCO薄膜中，正常相的面釘扎是主要的釘扎來源;而在Li+和 Ni2+摻雜的YBCO薄膜中，除了正常相的面釘扎之外，還存在正常相的點(diǎn)釘扎。
　　本論文中緊接著采用上述工藝制備了微量C

4、a2+摻雜Y位、微量Cr3+摻雜Cu位及微量Ca2+和Cr3+復(fù)合摻雜Y位和Cu位的YBCO薄膜。分別采用XRD、SEM、和MPMS對它們的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:Y位、Cu位的單相及復(fù)合摻雜，也都不會引起YBCO薄膜晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌的明顯改變;Y位、Cu位的復(fù)合摻雜對YBCO薄膜超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的抑制作用更大;與Y位、Cu位單相摻雜的YBCO薄膜相比，復(fù)合摻雜的YBCO薄膜在外加磁場下表現(xiàn)出更強(qiáng)的磁通釘扎性能，