涂層導體中La-,2-Zr-,2-O-,7-過渡層厚膜及超導層的制備研究.pdf

1、以YBa2Cu3O7-δ（YBCO）為代表的第二代高溫超導材料--涂層導體，由于具有優(yōu)越的性能而成為世界各國的研究熱點。其中，過渡層作為涂層導體的重要組成部分，其阻礙YBCO超導層與織構Ni合金基底間離子擴散的能力還需進一步提高。對此，本文開展了在自制的具有高立方織構的Ni-5at.％W（Ni5W）合金基帶上，采用化學溶液法（簡稱CSD法）制備La2Zr2O7（LZO）過渡層厚膜的研究，并用脈沖激光沉積方法（簡稱PLD法）在LZO厚膜/

2、LZO種子層/Ni5W結構的模板上制備了具有超導性能的YBCO薄膜。論文獲得了以下成果。
　　 本文以乙酰丙酮鹽為前驅液溶質，在高立方織構的Ni5W基底上用多層涂覆燒結法結合快速一步退火工藝制備了多層LZO薄膜，獲得了制備具有銳利立方織構LZO厚膜的最優(yōu)化退火工藝為1150℃，保溫60分鐘。采用優(yōu)化退火工藝制備的一系列LZO種子層薄膜經掃描電子顯微鏡（SEM）觀察晶粒分布均勻、呈島狀排列。在種子層上制備了雙層LZO薄膜，X射線四

3、環(huán)衍射儀檢測其（222）面Phi掃描和（400）面搖擺曲線半高寬值分別為6.37°和5.82°，顯示了很強的雙軸立方織構。SEM和AFM照片觀察發(fā)現種子層優(yōu)化的LZO厚膜表面平整，無裂紋，這都為后續(xù)沉積YBCO提供了很好的模板。
　　 在采用激光脈沖沉積法制備YBCO超導層的研究中，首先在單晶上和LZO/Ni5W模板上探索了制備YBCO的工藝，得到了優(yōu)化的主要工藝參數為沉積溫度800℃、脈沖激光能量密度500mJ、脈沖頻率為3H

4、z、脈沖次數5000次。在LZO厚膜/LZO種子層/Ni5W結構上采用優(yōu)化工藝獲得的YBCO超導薄膜，經檢測成分均一，并具有很強的c軸織構。SEM觀察表面較為平整，沒有出現明顯的裂紋。采用俄歇微探針（AES）對樣品進行了元素深度分析，結果顯示LZO過渡層的厚度超過200nm，能有效阻止基板中金屬離子的擴散。并且，YBCO薄膜的起始臨界轉變溫度為90.5K，臨界電流密度為0.3MA/c㎡（77K，sf），表明所制備的YBCO涂層導體短樣品

5、具備良好的超導性能。
　　 綜上，本文著眼于近幾年涂層導體材料的研究熱點，提出了解決單一過渡層存在問題的思路和方案。首先，采用CSD法在自制的Ni5W合金基底上獲得了種子層優(yōu)化的LZO厚膜，使LZO過渡層在厚度提高的同時，能夠起到傳遞織構和阻止擴散的作用。其次，在上述獲得的LZO過渡層/Ni5W基底模板上用PLD法制備出了具有良好超導性能的YBCO薄膜，實現了本實驗室自主制備涂層導體的全部三層結構?；趪鴥韧庠谙嚓P領域的發(fā)展現狀