YBCO高溫超導(dǎo)薄膜的濺射法快速制備研究.pdf

1、YBa2Cu3O7-δ（YBCO）高溫超導(dǎo)薄膜憑借其優(yōu)異的性能在電力電網(wǎng)、移動通訊、軍事國防等領(lǐng)域都具有極其廣闊的應(yīng)用前景和使用價值。為了推動YBCO薄膜的大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，本論文以保證薄膜質(zhì)量為前提，提高沉積速率為目的，展開了YBCO高溫超導(dǎo)薄膜的濺射法快速制備研究，主要包括以下幾方面：
　　1.濺射法快速鍍膜設(shè)備的設(shè)計：通過縮小靶基距和采用平面靶兩種方式實現(xiàn)沉積速率的提高，多工位夾具實現(xiàn)多片膜同時制備以提高薄膜的制備效率，靶材

2、盒型結(jié)構(gòu)的設(shè)計和基片公自轉(zhuǎn)相結(jié)合的運動方式保證了大面積薄膜的面內(nèi)均勻性。
　　2.模擬計算了小靶基距盒型靶濺射薄膜的厚度分布，分析結(jié)果顯示：盒型靶濺射的沉積速率由靶中心部位向兩側(cè)遞減，并且隨著靶基距的增大，膜厚均勻性得到改善，但薄膜的沉積速率降低；較高氣壓下濺射時的膜厚均勻性要優(yōu)于低氣壓濺射的膜厚均勻性。
　　3.對靜止基片的膜厚分布進行了實驗研究，結(jié)果表明：在沉積速率較低時，膜厚分布模型的模擬結(jié)果與實際膜厚分布結(jié)果基本相符

3、；但當(dāng)沉積速率較快時，實驗數(shù)據(jù)顯示薄膜厚度在靶材的中心部位比其附近兩側(cè)偏低，這與模擬結(jié)果不同，此差異源于理論模擬時忽略了盒型靶各個面的平面靶的濺射粒子之間的相互影響。
　　4.使用自行設(shè)計的濺射法快速鍍膜設(shè)備制備了2英寸雙面 YBCO高溫超導(dǎo)薄膜樣品，對樣品的均勻性分析表明：薄膜的面內(nèi)均勻性良好，但兩面的性能存在一定的差異，這主要是由于難以保證兩個靶材的濺射狀態(tài)完全相同；同時在沉積速率上，設(shè)計的快速濺射法使得每片薄膜的平均制備時間