金屬有機沉積法制備y0.2ce0.8o2la2zr2o7緩沖層薄膜的研究

1、分類號UDC密 級學 號 1308050348碩士學位論文 碩士學位論文金屬有機沉積法制備 金屬有機沉積法制備 Y0.2Ce0.8O2/La2Zr2O7 緩沖層 緩沖層薄膜的研究 薄膜的研究李蒙娟 李蒙娟學 科 門 類： 工 學 學 科 門 類： 工 學學 科 名 稱： 材料物理與化學 學 科 名 稱： 材料物理與化學指 導 教 師： 陳源清 副教授 指 導 教 師： 陳源清 副教授馮拉俊 教授 馮拉俊 教授申 請 日 期： 申 請 日

2、 期： 2016 年 4 月金屬有機沉積法制備Y0.2Ce0.8O2/La2Zr2O7緩沖層薄膜的研究 李蒙娟 西安理工大學摘要I論文題目：金屬有機沉積法制備 論文題目：金屬有機沉積法制備 Y0.2Ce0.8O2/La2Zr2O7 緩沖層薄膜的研究學科專業(yè)：材料物理與化學研 究 生：李蒙娟 簽名：__________指導教師：陳源清 副教授 簽名：__________馮拉俊 教授 簽名：緩沖層薄膜的研究學科專業(yè)：材料物理與化學研 究 生

3、：李蒙娟 簽名：__________指導教師：陳源清 副教授 簽名：__________馮拉俊 教授 簽名：__________摘 要 摘 要第二代高溫超導帶材又稱為 YBa2Cu3O7-δ（YBCO）涂層導體，其因具有優(yōu)異的電學性能而受到人們的廣泛關(guān)注。 YBCO 涂層導體由金屬基底，緩沖層及 YBCO 超導層構(gòu)成。高質(zhì)量的緩沖層， 既可以作為阻擋超導層與基底之間原子相互擴散的屏障， 又可作為超導層織構(gòu)外延生長的平臺。 因而緩沖層的制

4、備在涂層導體中起到關(guān)鍵作用。 用于制備緩沖層的材料，必須與金屬基底和 YBCO 具有低失配度，以及類似的晶格常數(shù)。常用的緩沖層材料包括 La2Zr2O7、CeO2、Y2O3、Gd2O3 等。本研究使用目前應用較為廣泛的 Ni-5W 基底作為金屬基底，同時選擇與基底和 YBCO 晶格匹配較高的 La2Zr2O7、CeO2 作為緩沖層材料。 單一結(jié)構(gòu)的緩沖層材料很難滿足市場及工業(yè)化生產(chǎn)對緩沖層材料的高要求， 因而本研究采用金屬有機沉積（MO

5、D）法，從工藝與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化兩方面來進行緩沖層薄膜的研究，取得了如下結(jié)果：1）采用 MOD 法在 Ni-5W 基底上制備 La2Zr2O7 薄膜，經(jīng)過 1050℃高溫退火 1h，獲得的薄膜表面光滑且具有單一（400）擇優(yōu)取向，Φ掃描平均半高寬（FWHM）為 9.8°，表面粗糙度小于 6nm，單層厚度達到 97nm；2）采用 MOD 法，在 6%H2-N2 混合氣氛，1000℃高溫下退火 1h，獲得了（200）擇優(yōu)取向度高達 98

6、.20%的 CeO2 緩沖層薄膜，薄膜面內(nèi)織構(gòu)良好，Φ掃描 FWHM 為 7.65°，在 10μm×10μm 的掃描范圍下，表面粗糙度為 4.33nm；3）對比研究了釔（Y）、鑭（La）、釓（Gd）三種稀土元素摻雜的 CeO2 薄膜，發(fā)現(xiàn) Y 摻雜 CeO2 獲得的 Y0.2Ce0.8O2 緩沖層薄膜（200）擇優(yōu)取向度高達 98.93%，面內(nèi)織構(gòu)生長較好，Φ掃描 FWHM 低至 6.05°，10μm