DyBCO和CeO2薄膜的超聲噴霧熱解制備工藝及性能研究.pdf

1、“功能材料”這一術(shù)語在很早就出現(xiàn)了，近些年被大規(guī)模的應(yīng)用。其大多可被制成薄膜形態(tài)的材料，形成很有性能特色的材料領(lǐng)域。功能薄膜的各項(xiàng)應(yīng)用若要得到大力發(fā)展，勢(shì)必將會(huì)努力實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。因此，如何利用廉價(jià)且易工業(yè)化的技術(shù)來獲取功能薄膜是人們面臨的挑戰(zhàn)?？紤]到超聲噴霧熱解技術(shù)（USP）具有廉價(jià)、成膜速率高及易工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)，將很有潛力促進(jìn)功能薄膜的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，本論文在搭建簡(jiǎn)易的超聲噴霧熱解裝置的基礎(chǔ)上，開展了對(duì)DyBa2Cu3O7-x（D

2、yBCO）和CeO2薄膜制備工藝的探索及性能研究。
　　采用自制超聲噴霧熱解裝置制備出含有少量雜相的DyBCO薄膜，系統(tǒng)地分析了沉積溫度、各金屬陽離子比例以及沉積時(shí)間對(duì)薄膜物相組成和形貌特征的影響。結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)靥岣叱练e溫度可有效改善DyBCO薄膜結(jié)晶質(zhì)量，這有助于其快速成相；適當(dāng)?shù)亟档虲u2+在前驅(qū)液中的比例可有效地減少制備過程中形成的雜相物質(zhì)；而適當(dāng)?shù)卦黾映练e時(shí)間則可進(jìn)一步改善DyBCO薄膜結(jié)晶質(zhì)量，使各雜相峰明顯減弱及薄膜

3、表面顆粒化現(xiàn)象得到大幅度削弱。上述研究工作可為進(jìn)一步獲取純相DyBCO薄膜的生長(zhǎng)工藝提供有效參考意見。
　　基于具有立方織構(gòu)的CeO2薄膜可作為涂層導(dǎo)體超導(dǎo)層外延生長(zhǎng)的織構(gòu)基底，且其在光學(xué)薄膜領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用，本論文在自制超聲噴霧熱解裝置上開展了對(duì)CeO2薄膜制備工藝的探索及性能研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以醋酸鈰作為前驅(qū)液在石英襯底上制備的CeO2薄膜生長(zhǎng)取向較為單一，尤其當(dāng)溫度為600℃時(shí)，其生長(zhǎng)取向幾乎只有（111）取向，但薄膜表面

4、顆?；F(xiàn)象較嚴(yán)重；而與前驅(qū)液為醋酸鈰時(shí)不同的是，以硝酸鈰作為前驅(qū)液在石英襯底上制備的CeO2薄膜則具有明顯的（200）擇優(yōu)取向，且薄膜表面致密性很好，未出現(xiàn)顆粒化現(xiàn)象。此外，還發(fā)現(xiàn)在單晶Si（100）襯底上生長(zhǎng)的CeO2薄膜取向與前期在石英襯底上生長(zhǎng)的CeO2薄膜取向非常相似，且均較為復(fù)雜，這說明晶格匹配良好的襯底對(duì)薄膜生長(zhǎng)似乎無調(diào)控效果。最后，重點(diǎn)探討了沉積溫度對(duì)CeO2薄膜光學(xué)性能的影響規(guī)律。研究表明，隨著沉積溫度的升高，CeO2薄