PLD法制備YBCO高溫超導(dǎo)帶材緩沖層的研究.pdf

1、第二代高溫超導(dǎo)體(YBCO)具有交流損耗低、性?xún)r(jià)比高以及在磁場(chǎng)下載流能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上具有廣闊的應(yīng)用前景,成為當(dāng)今超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。然而對(duì)多元氧化物薄膜而言,其晶格結(jié)構(gòu)和特性比較復(fù)雜,尤其是直接在柔性金屬基帶Ni-W基帶上制備YBCO超導(dǎo)層存在嚴(yán)重的晶格失配和互擴(kuò)散困難,因此需要在Ni-W基帶上制備高質(zhì)量的緩沖層。本實(shí)驗(yàn)室采用PLD技術(shù)在RABiTS基帶上制備了CeO2/YSZ/CeO2緩沖層,通過(guò)改變工藝參數(shù)改善薄膜的結(jié)構(gòu)和表面

2、形貌,主要的內(nèi)容如下:
　　 1)首先研究了工藝參數(shù)(基底溫度,混合氣體氣壓,脈沖激光能量,靶基距)對(duì)CeO2種子層薄膜結(jié)構(gòu)和表面形貌的影響,優(yōu)化了生長(zhǎng)工藝,制備了完全c軸單一取向的薄膜。同時(shí)也研究了薄膜厚度與微裂紋之間的關(guān)系,當(dāng)薄膜達(dá)到或超過(guò)100 nm時(shí),薄膜產(chǎn)生微裂紋。
　　 2)在優(yōu)化CeO2種子層的基礎(chǔ)上依序生長(zhǎng)了YSZ隔離層和CeO2帽子層。通過(guò)改變工藝參數(shù),得到了生長(zhǎng)YSZ薄膜的最優(yōu)工藝參數(shù)。研究表面,制備

3、YSZ薄膜和CeO2帽子層的工藝參數(shù)的范圍較寬。
　　 3)通過(guò)XRD的ω掃描和φ掃描模式,對(duì)整個(gè)緩沖層進(jìn)行了分析,整個(gè)緩沖層內(nèi)都具有非常好的平面內(nèi)外延性質(zhì)。運(yùn)用PLD技術(shù)在CeO2/YSZ/CeO2過(guò)渡層上制備了YBCO超導(dǎo)體,YBCO(005)搖擺曲線的半高寬為3.1,YBCO(103)的面內(nèi)織構(gòu)度為6.7,說(shuō)明金屬基帶的雙織構(gòu)已經(jīng)很好的外延至YBCO薄膜,并且YBCO薄膜電流密度達(dá)到1.5×106 A/cm2。