MOD法在LaAlO-,3-單晶襯底上沉積La-,1-x-Sr-,x-TiO-,3-導(dǎo)電緩沖層及YBa-,2-Cu-,3-O-,7-δ-超導(dǎo)層研究.pdf

1、采用三氟乙酸-金屬有機(jī)沉積(TFA-MOD)法制備YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超導(dǎo)帶材,由于工藝成本低廉、無需真空條件并且能夠制備出高Jc的YBCO薄膜,被認(rèn)為是目前涂層超導(dǎo)最有發(fā)展前景的制備工藝。本論文旨在采用TFA-MOD法制得具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的致密YBCO薄膜,探討LaAlO3(LAO)基底上薄膜沉積技術(shù),并采用La1-xSrxTiO2(LSTO)這一種材料作為緩沖層,在其上直接制備高溫超導(dǎo)薄膜。進(jìn)一步用X射線衍射儀和掃描電鏡

2、SEM研究了薄膜結(jié)構(gòu)、結(jié)晶情況和表面形貌,分析了不同熱處理?xiàng)l件對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、形貌及性能的影響。
　　 首先本論文開展了TFA-MOD法在LAO基底上生長(zhǎng)YBCO薄膜的工藝研究,系統(tǒng)研究了各種工藝參數(shù)對(duì)YBCO薄膜微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律,優(yōu)化了YBCO薄膜的生長(zhǎng)工藝。在制備YBCO薄膜的實(shí)驗(yàn)中,通過改變生長(zhǎng)溫度775℃～850℃,發(fā)現(xiàn)在825℃生長(zhǎng)溫度下,生成的YBCO薄膜c軸取向最好,薄膜純凈,不存在其它雜相。通過標(biāo)準(zhǔn)四引線法測(cè)

3、量在825℃下生長(zhǎng)的薄膜臨界電流密度為3480A/cm2(77K,0T),超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度為89K。
　　 隨后,本實(shí)驗(yàn)選用在LAO基底上利用MOD法生長(zhǎng)LSTO緩沖層,確定了以乙酸鍶、乙酸鑭和鈦酸丁酯為反應(yīng)物,冰乙酸和甲醇為溶劑,乙酰丙酮為穩(wěn)定劑,制備LSTO前驅(qū)溶液,討論了退火溫度對(duì)不同La和Sr配比下LSTO薄膜結(jié)構(gòu)的影響,對(duì)比了前驅(qū)液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、升溫速度及乙酰丙酮作溶劑對(duì)La0.4Sr0.6TiO2薄

4、膜結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明:制備LSTO緩沖層薄膜的優(yōu)化工藝條件為L(zhǎng)a和Sr配比為4:6,退火溫度950℃,保溫時(shí)間120min,采用快速升溫法,制備的LSTO薄膜(100)衍射峰的強(qiáng)度最高,有良好的a軸取向,薄膜平整致密,構(gòu)成顆粒細(xì)小。
　　 最后,采用TFA.MOD法在La0.4Sr0.6TiO2/LAO結(jié)構(gòu)上沉積YBCO層,結(jié)果表明,在La0.4Sr0.6TiO2/LAO結(jié)構(gòu)上可沉積出具有明顯(00l)取向的YBCO層,薄膜以