3英寸YBCO雙面超導(dǎo)薄膜的研制.pdf

1、YBCO高溫超導(dǎo)薄膜在高性能微波無源器件有著良好的應(yīng)用前景,而大面積雙面薄膜的制備在滿足批量生產(chǎn)及多器件集成的同時,能夠進一步提高微波無源器件的性能.該論文在φ2″雙面YBCO薄膜制備工藝的基礎(chǔ)上探討φ3″雙面薄膜的制備工藝.在濺射沉積方法的真空熱傳遞環(huán)境中,濺射氣體的熱傳導(dǎo)比加熱器的輻射熱傳遞小3個數(shù)量級,可以忽略不計.在此基礎(chǔ)上,該論文首先建立了輻射熱傳遞模型,評估加熱器熱場分布的均勻性,并針對φ3″雙面薄膜的制備,提出雙功率輸入、

2、熱場可調(diào)的筒形加熱器設(shè)計,成功實現(xiàn)了對φ3″雙軸旋轉(zhuǎn)基片的均勻加熱,加熱器的面內(nèi)溫度差小于±5℃.分析了濺射方法中濺射粒子的空間傳質(zhì)過程,Y、Ba、Cu粒子在36Pa的Ar氣中輸運的平均自由程小于0.7mm,粒子離開靶材后其能量迅速衰減至熱運動能,因此濺射粒子在濺射氣氛中主要以擴散方式進行傳播.基于擴散傳質(zhì)機理建立了薄膜膜厚計算模型,并結(jié)合實驗測試,對φ3″薄膜膜厚分布的均勻性進行了分析.提出了調(diào)速雙軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu),在不降低沉積速率的前提下

3、,成功的實現(xiàn)了φ3″薄膜的膜厚均勻分布,膜厚偏差小于5％.與此同時,該論文對φ3″薄膜樣品的結(jié)構(gòu)性能及電性能進行了分析.在φ3″范圍內(nèi)樣品均是嚴格的c軸外延取向,FWHMYBco(oo5)<0.3°.電性能測試結(jié)果:Tc值分布在89.8~90.2K,jc值主要分布在2.14~2.50MA/cm<'2>,Rs(145GHz,75K)主要分布在50~75mΩ,Rs的平均值為0.6mΩ(8.5GHz,77K),表明性能樣品性能良好.針對大面積