IBAD-MgO基底上CeO2和HZO隔離層的制備研究.pdf

1、超導(dǎo)現(xiàn)象被譽(yù)為二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。自1986年高溫超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，在液氮溫度77K下具有相當(dāng)于相同截面銅導(dǎo)線100倍以上載流能力的高溫超導(dǎo)材料廣受青睞。采用超導(dǎo)材料制備的電纜、變壓器、電機(jī)等設(shè)備體小量輕低能耗，在強(qiáng)電領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用前景。相比于第一代鉍系超導(dǎo)材料而言，第二代高溫超導(dǎo)YBa2Cu3O7-δ（YBCO）涂層導(dǎo)體在液氮溫度下具備較高不可逆場(chǎng)、低交流損耗、成本低廉等特點(diǎn)，成為近期主要商用高溫超導(dǎo)材料。本文針對(duì)第二代高溫超

2、導(dǎo)YBCO涂層導(dǎo)體主要開(kāi)展了以下三方面工作：
　　一、我們采用PLD方法在IBAD-MgO模板上制備了一系列CeO2隔離層樣品，詳細(xì)研究了不同工藝參數(shù)對(duì)CeO2隔離層生長(zhǎng)取向及織構(gòu)度的影響，比如不同的基底織構(gòu)、沉積溫度、薄膜厚度。在優(yōu)化條件下制備的CeO2具有純 c軸取向，面內(nèi)織構(gòu)僅為2.9°。然后在優(yōu)化條件下制備的CeO2隔離層上制備出具備優(yōu)異超導(dǎo)性能的YBCO超導(dǎo)薄膜，臨界電流密度Jc高達(dá)6.25×106A/cm2（77 K，

3、自場(chǎng)）。
　　二、我們首次在IBAD-MgO基底上，通過(guò)射頻磁控濺射的方法制備了Ho2Zr2O7(HZO)隔離層樣品，并詳細(xì)的研究了不同制備條件，如基底溫度、濺射功率對(duì)HZO薄膜織構(gòu)的影響。通過(guò)多種測(cè)試手段，分析證明制備的HZO表面光滑且具有純c軸取向。然后通過(guò)PLD方法在HZO緩沖層上制備YBCO薄膜，臨界電流密度為2.76×106A/cm2，這充分證明HZO薄膜適合作為YBCO涂層導(dǎo)體的隔離層。
　　三、我們初步開(kāi)展了Y

4、BCO薄膜在磁場(chǎng)下的超導(dǎo)性能研究。我們用PLD方法在CeO2/IBAD-MgO緩沖的哈氏合金基帶上采用不同制備條件外延生長(zhǎng)了YBCO薄膜，研究了PLD激光功率制備條件對(duì)YBCO薄膜在外磁場(chǎng)中超導(dǎo)性能的影響。結(jié)果表明YBCO超導(dǎo)臨界電流隨著磁場(chǎng)增大呈指數(shù)衰減，并且存在各向異性。改變制備條件，能夠改變超導(dǎo)臨界電流的大小，但是不會(huì)改變此趨勢(shì)。不同制備條件下，超導(dǎo)材料各向異性程度有所不同。
　　總之，我們制備了CeO2隔離層和HZO隔離層