無氟MOD法制備REBCO超導(dǎo)薄膜及元素?fù)诫s研究.pdf

1、本論文首先綜述了超導(dǎo)材料的發(fā)展、應(yīng)用以及分類；REBa2Cu3O7-x(RE代表稀土元素)高溫超導(dǎo)帶材的發(fā)展和超導(dǎo)薄膜的制備方法；以及REBa2Cu3O7-x高溫超導(dǎo)材料采用元素替代提高臨界電流的方法。 然后，本論文采用無氟金屬有機(jī)物沉積方法(MOD)在單晶基底LaAlO3(100)上制備DyBa2Cu3O7-x(DyBCO)薄膜。首先通過實(shí)驗(yàn)確定最佳外延生長(zhǎng)溫區(qū)為770℃，然后在氣氛中引入一定量的水汽來分析其對(duì)薄膜生長(zhǎng)的影響。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水汽的引入不利于薄膜的生長(zhǎng)，最后通過部分熔融法進(jìn)一步優(yōu)化DyBCO的外延生長(zhǎng)工藝。對(duì)樣品進(jìn)行X射線衍射(XRD)分析、掃描電鏡(SEM)分析以及超導(dǎo)性能的測(cè)試，得到的DyBCO薄膜c軸織構(gòu)良好，表面平整致密，臨界超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為92K，77K自場(chǎng)下的臨界電流密度約為1．5Mm/cm2。 最后，對(duì)YBCO的Cu位摻雜進(jìn)行研究。由于YBCO應(yīng)用更為廣泛，YBCO的摻雜研究更有實(shí)用意義，而DyBCO的工藝可以直接轉(zhuǎn)移至YBC

3、O，因此YBa2Cu3-xMxO7-y(M=Zn,Ni,Fe)的Cu位進(jìn)行摻雜研究，X=0．0005，0．001，0．005。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及超導(dǎo)性能的測(cè)試來分析摻雜對(duì)YBCO的影響。Ni，Zn，F(xiàn)e的微量摻雜后YBCO薄膜具有良好的的c軸織構(gòu)，同時(shí)能夠改善薄膜的微觀形貌。Ni，Zn，F(xiàn)e的摻雜會(huì)抑制超導(dǎo)電性，隨著摻雜量的增加，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度降低，從強(qiáng)到弱為：Zn，Ni，F(xiàn)e。Ni，Zn，F(xiàn)e的摻雜會(huì)引入釘