釔鋇銅氧復合結(jié)構(gòu)的制備及其磁通釘扎機理分析.pdf

1、YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜由于具有高的臨界電流密度Jc和高的不可逆磁場Hirr，有望作為高性能的涂層導體廣泛應用于強電強磁領(lǐng)域。然而，YBCO薄膜的Jc值會隨著外磁場的增大而大幅下降，這嚴重制約了YBCO涂層導體的實際應用。因此，提高YBCO高溫超薄膜在高磁場下的臨界電流密度Jc成為目前急需解決的問題。本文設(shè)計了兩種方案用于提高YBCO薄膜的Jc值并研究薄膜內(nèi)部的磁通釘扎機理，取得以下研究成果。
　　首先，利用溶膠-凝

2、膠法在鋁酸鑭（LAO）基板上制備了不同摩爾比例Ce添加的YBCO薄膜。隨著Ce添加量的增加YBCO薄膜的（00l）擇優(yōu)取向性會明顯變差，但YBCO薄膜的臨界電流密度Jc值隨磁場增大其下降趨勢變得越來越緩慢，當添加量為5％時，其下降趨勢最緩慢、高磁場下Jc值最大；當Ce的添加量達到10%、15%時，其Jc隨著磁場的增大而迅速下降。Ce添加量為5%的YBCO樣品的Jc在溫度50K、2T磁場下達到3.04MA/cm2是相同條件下純YBCO的2

3、.67倍；在65K溫度下最大釘扎力達到18.3GN/m3，是相同條件下純YBCO樣品的1.65倍，說明適量Ce的添加提高了YBCO薄膜超導性能。
　　其次，在LAO基板上制備出了YBCO/圖形化Ba1-xSrxTiO3（BST）復合結(jié)構(gòu)。透射電子顯微鏡分析發(fā)現(xiàn)BST微細圖形的引入使YBCO薄膜內(nèi)部產(chǎn)生一些納米級晶體缺陷（如：晶面彎曲，層錯、晶格畸變等）。YBCO/圖形化BST復合結(jié)構(gòu)相比于相同條件下的純YBCO的Jc值下降趨勢更為

4、緩慢，在65K溫度時、2T磁場下YBCO/圖形化BST復合結(jié)構(gòu)樣品的Jc為1.01MA/cm2，是相同條件下純YBCO的3.3倍，在65K溫度下最大釘扎力達到21GN/m3，是相同條件下純YBCO樣品的1.75倍。可見，BST微細圖形在YBCO薄膜中引入的晶體缺陷確實起到了增強YBCO磁通釘扎性能的作用。
　　最后，進一步在LAO基板上分別制備出YBCO/圖形化CeO2和YBCO/圖形化BaZrO3復合結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)CeO2圖形的