高溫超導(dǎo)YBCO薄膜中納米氧化物結(jié)構(gòu)的制備與研究.pdf

1、超導(dǎo)材料的應(yīng)用大都需要有較大的Jc。高溫超導(dǎo)體(HTS)在低溫外加磁場條件下?lián)碛休^高的臨界電流密度Jc值。然而,Jc在高磁場條件下隨溫度升高而急劇降低,這主要是因?yàn)镠TS內(nèi)在的晶態(tài)各向異性和熱起伏影響所致。缺乏有效的磁通釘扎中心也是另一個非常重要的因?yàn)椤?br>　　 YBCO高溫超導(dǎo)體超導(dǎo)性能的提高主要是通過在基體中形成高密度,分布合理,尺寸與相干長度相當(dāng)?shù)木w缺陷作為有效的磁通釘扎中心來實(shí)現(xiàn)的。為提高釘扎缺陷的密度,人為的引入納米氧

2、化物結(jié)構(gòu)是行之有效的方法。
　　 本文主要研究在LaAlO3(LAO)襯底基片上外延生長YBCO薄膜,并以三種不同的方式在薄膜中摻入非超導(dǎo)相納米氧化物RxOy(BaZrO3,Y2O3)結(jié)構(gòu)作為人工磁通釘釓中心(APCs),探討不同摻雜方式引入不同釘釓中心對YBCO薄膜的外延特性及超導(dǎo)性能的影響。
　　 本實(shí)驗(yàn)采用固相反應(yīng)法制備了YBCO及摻雜氧化物原材料,利用固相燒結(jié)工藝制各含氧化物體積比為1.5vol％的YBCO-Rx

3、Oy復(fù)合靶材,純YBCO靶材,純氧化物靶材,并對制備出的粉體及靶材進(jìn)行了測試分析,獲得高質(zhì)量的超導(dǎo)及氧化物靶材。
　　 本文采用脈沖激光沉積技術(shù)(PLD)在LaAlO3(LAO)基片的(100)面上外延生長不同摻雜方式摻入非超導(dǎo)性納米氧化物的YBCO薄膜。第一種方式為通過脈沖激光直接轟擊摻入了體積比為1.5vol％的BaZrO3(BZO)的YBCO-BZO復(fù)合靶材沉積YBCO-BZO薄膜,并通過實(shí)驗(yàn)得到最佳制備工藝參數(shù)；第二種方

4、式為通過控制脈沖沉積次數(shù)等工藝參數(shù)首先在LAO襯底上預(yù)沉積納米氧化釔對襯底進(jìn)行預(yù)處理修飾,然后再沉積純YBCO或YBCO-BZO復(fù)合膜；第三種方式為在LAO襯底上交替生長YBCO-RxOy復(fù)合膜,形成YBCO-BZO與YBCO-Y2O3各五層的多層膜結(jié)構(gòu)。以上各結(jié)構(gòu)膜厚均控制在300nm左右。
　　 用X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)和掃描電子顯微鏡(SEM)對于所制備的YBCO薄膜的物相結(jié)構(gòu)、外延特性及表面形貌進(jìn)行