LMO與LMO-MgO薄膜的濺射生長研究.pdf

1、以YBa2Cu3O7-x(YBCO)為典型代表的第二代高溫超導(dǎo)帶材具有成本較低、載流能力高、機械強度好且可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，所以YBCO超導(dǎo)帶材在電能存儲、電力傳輸以及強磁場等領(lǐng)域里面存在著非常廣闊的應(yīng)用。YBCO薄膜的良好生長離不開一個高質(zhì)量的模板層。本論文主要沿用IBAD技術(shù)路線，以LMO薄膜作為模板層。但為了提高YBCO薄膜在磁場下的性能，嘗試采用LMO:MgO復(fù)合薄膜代替 LMO薄膜作為新的模板層。從生長工藝參數(shù)等入手，分別對

2、LMO薄膜和LMO:MgO復(fù)合薄膜的生長進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　本論文的具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1、射頻磁控濺射LMO薄膜的生長條件研究：通過調(diào)節(jié)沉積溫度、濺射功率、Ar氣壓等工藝條件，對 LMO模板層的生長窗口進(jìn)行研究。在最優(yōu)化的工藝條件下，制得的LMO模板層薄膜(002)取向面外半高寬為3?，(110)面面內(nèi)半高寬為5.4?，表面粗糙度為2 nm，為YBCO超導(dǎo)層提供了高質(zhì)量的模板層。在研究過程中，還對LMO

3、薄膜的生長機制進(jìn)行了一定的分析。
　　2、LMO薄膜的表面粗糙度對YBCO超導(dǎo)薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響研究：主要研究了 YBCO薄膜的結(jié)構(gòu)和性能隨著 LMO薄膜表面粗糙度的變化情況。最后研究結(jié)果表明：隨著LMO薄膜表面粗糙度從7 nm降到1.3 nm，YBCO薄膜的結(jié)構(gòu)得到改善，臨界電流密度也從1 MA/cm2上升到2.4 MA/cm2。
　　3、射頻磁控濺射LMO:MgO復(fù)合薄膜的生長研究：以LMO薄膜的工藝條件作為參考，進(jìn)一

4、步優(yōu)化了LMO:MgO復(fù)合薄膜的生長窗口，并對LMO:MgO復(fù)合薄膜生長的情況進(jìn)行了討論。分別在單晶LAO基底和長有IBAD MgO薄膜的哈氏合金基帶上生長LMO:MgO復(fù)合薄膜。最后得到了LMO與MgO兩相大致分離生長的LMO:MgO復(fù)合薄膜。
　　4、在LMO:MgO復(fù)合薄膜上生長YBCO超導(dǎo)薄膜。比較了兩種薄膜上生長的YBCO薄膜結(jié)構(gòu)、性能以及隨磁場的變化情況。LMO:MgO復(fù)合薄膜上生長的YBCO薄膜與在 LMO上生長的Y