YBCO-Y2O3多層結(jié)構(gòu)的制備及性能研究.pdf

1、YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高溫超導(dǎo)薄膜憑借其優(yōu)異的物理性能，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的高溫超導(dǎo)材料之一，不僅在強(qiáng)電領(lǐng)域具有誘人的前景，而且其在弱電領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)用化。利用YBCO薄膜制備的異質(zhì)結(jié)構(gòu)是制備超導(dǎo)量子干涉器件、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等微電子器件的基礎(chǔ)，在微波探測、集成電路、精密測量等很多方面都有非常廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文采用低氟溶膠-凝膠工藝制備YBCO薄膜，研究了Y2O3緩沖層對YBCO薄膜微結(jié)構(gòu)以及超導(dǎo)性能的影響。Y2O3緩

2、沖層可以增強(qiáng)YBCO薄膜的外延生長特性，提高薄膜表面質(zhì)量。同時，YBCO薄膜的超導(dǎo)性能也得到一定地提高，臨界轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到91.8 K，臨界電流密度達(dá)到1.16 MA/cm2。通過研究不同厚度Y2O3緩沖層對YBCO薄膜的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Y2O3薄膜厚度約為30 nm時，其增強(qiáng)效果更加明顯。
　　在此研究基礎(chǔ)上，采用相同工藝制備了結(jié)構(gòu)為YBCO/Y2O3/YBCO的SIS型隧道異質(zhì)結(jié)。構(gòu)成SIS隧道異質(zhì)結(jié)的超導(dǎo)層YBCO薄膜c軸生長取向

3、明顯，薄膜表面質(zhì)量良好。對SIS型隧道異質(zhì)結(jié)的進(jìn)行超導(dǎo)電學(xué)性能測試，表現(xiàn)出明顯的直流約瑟夫森效應(yīng)。臨界轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到90 K，轉(zhuǎn)變寬度約為1K，臨界電流密度達(dá)到1.07 MA/cm2。
　　最后，經(jīng)過多次“提拉成膜—熱處理”過程制備了5層和7層YBCO/Y2O3周期結(jié)構(gòu)。通過XRD和SEM分析，兩種結(jié)構(gòu)的YBCO薄膜厚度均勻，(00l)生長取向明顯，薄膜表面質(zhì)量良好，但存在一定a軸生長取向的晶粒。5層YBCO/Y2O3周期結(jié)構(gòu)的臨界