YBCO涂層導(dǎo)體用YSZ阻擋層的快速制備研究.pdf_第1頁(yè)
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1、釔系第二代高溫超導(dǎo)帶材因具有臨界電流密度高、價(jià)格低廉、不可逆場(chǎng)高等諸多優(yōu)點(diǎn),所以備受各國(guó)科學(xué)家關(guān)注,成為近年來(lái)尖端科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著YBCO長(zhǎng)帶材逐漸產(chǎn)業(yè)化,對(duì)其過(guò)渡層長(zhǎng)度和制備速度的要求也越來(lái)越高。本文基于直流磁控濺射法研究了沉積有 Y2O3種子層的鎳鎢合金(Ni-5at.%W)基帶上YSZ阻擋層薄膜的快速制備工藝。此后在不同溫度下快速制備的YSZ阻擋層的上制備了CeO2模板層層薄膜和YBCO超導(dǎo)層薄膜,研究了YSZ薄膜織構(gòu)和表

2、面形貌對(duì)以上兩層薄膜的影響。主要包括以下三方面研究:
  1.在本實(shí)驗(yàn)室條件下尋找YSZ阻擋層薄膜的最優(yōu)溫度工藝參數(shù)。研究該生長(zhǎng)溫度下YSZ薄膜相對(duì)于Y2O3種子層薄膜的優(yōu)化,包括無(wú)雜峰的外延生長(zhǎng)、更窄的面內(nèi)面外半高寬。制備出最優(yōu)生長(zhǎng)溫度下的YSZ阻擋層薄膜呈完全外延生長(zhǎng),面外半高寬3.23°,面內(nèi)半高寬6.3°,表面均方根粗糙度4.32nm。
  2.以不同卷繞速度快速制備了YSZ阻擋層薄膜,分析得出在更快速制備過(guò)程中,Y

3、SZ阻擋層薄膜質(zhì)量得到提升,但是薄膜厚度相應(yīng)減少。其中以7m/h的卷繞速度制備出的帶材,面外半高寬3.4°,面內(nèi)半高寬5.8°,均方根粗糙度2.8nm。之后采用實(shí)驗(yàn)室的直流磁控濺射系統(tǒng)在一米長(zhǎng)的基帶上試制出均勻性良好、薄膜質(zhì)量高的YSZ阻擋層。
  3.研究了快速制備的YSZ阻擋層薄膜的質(zhì)量對(duì)CeO2模板層薄膜和YBCO超導(dǎo)層薄膜的影響。實(shí)驗(yàn)證明結(jié)構(gòu)更好的 YSZ阻擋層薄膜上沉積的 CeO2模板層薄膜質(zhì)量更好。在700℃的生長(zhǎng)溫度

4、下制備的YSZ阻擋層薄膜所對(duì)應(yīng)的CeO2模板層薄膜呈純c軸取向,面外半高寬為3.9°,面內(nèi)φ掃描四個(gè)峰半高寬在5.8°和6.7°之間波動(dòng),表面均方根粗糙度2.4nm。該生長(zhǎng)溫度下的YSZ薄膜所對(duì)應(yīng)的YBCO超導(dǎo)薄膜均呈c軸外延生長(zhǎng),由XRD測(cè)試得YBCO(005)衍射峰面外半高寬為4.2°,面內(nèi)?掃描四個(gè)峰平均面內(nèi)半高寬為5.7°。從SEM掃描圖上看出該溫度下YSZ阻擋層所對(duì)應(yīng)的YBCO薄膜表面形貌良好,用“Leipzig”Jc測(cè)試系統(tǒng)

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