釔穩(wěn)定氧化鋯-釔鋇銅氧多層膜及陣列的制備.pdf

1、YBa2Cu3O7-x(YBCO)高溫超導(dǎo)薄膜具有優(yōu)異的超導(dǎo)性能，被認為是最有應(yīng)用前景的高溫超導(dǎo)材料之一。在其基礎(chǔ)上發(fā)展的高溫超導(dǎo)約瑟夫森隧道結(jié)(SIS結(jié))在超導(dǎo)電子器件領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　本文首先采用無氟溶膠-凝膠工藝制備單層YBCO超導(dǎo)薄膜，研究了影響YBCO薄膜超導(dǎo)性能的因素，并通過不斷調(diào)整參數(shù)，得到了穩(wěn)定的制膜工藝，為后續(xù)多層膜的制備奠定了基礎(chǔ)。實驗采用釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)薄膜作為超導(dǎo)約瑟夫森隧道結(jié)的絕緣層。為了探

2、討YSZ的結(jié)晶溫度，在非晶硅基板上嘗試了不同的制膜溫度，并確定了YSZ的結(jié)晶溫度。進一步在鋁酸鑭(LAO)單晶基板上制備單層YSZ薄膜，通過XRD檢測，得到了取向單一的YSZ薄膜。其次，為了研究YSZ與YBCO之間的相互影響，分別制備了YSZ/YBCO、YBCO/YSZ雙層膜。XRD、超導(dǎo)性能測試結(jié)果表明，YSZ上的YBCO薄膜仍然具有超導(dǎo)性能，其轉(zhuǎn)變溫度Tc=84.09K。YBCO上面YSZ的熱處理工藝參數(shù)對底層YBCO的超導(dǎo)性能有明

3、顯影響。實驗確定YSZ的熱處理溫度和時間分別為650℃和20min時，其對底層YBCO的影響較小。接著在LAO基板上逐層制備了YBCO/YSZ/YBCO三層膜，所制備的三層膜界面清晰，其中YBCO的臨界電流密度值Jc在55K和60K溫度下，分別達到了1.1 MA/cm2和0.97MA/cm2。I-V曲線測試結(jié)果表明所制備的三層膜結(jié)構(gòu)具有直流約瑟夫森效應(yīng)，在50K和55K溫度下，其臨界電流Ic分別為10.25 mA和6.30 mA。最后，