液相源金属有机物化学气相法制备YBCO高温超导薄膜

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YBa2Cu3O7-δ高温超导材料在超导发电机、电动机、强场磁体、限流器、储能系统等方面有着广泛的应用前景。但是直接在柔性的金属Ni基带上制备YBCO涂层导体难度很大，主要是薄膜的快速制备、晶格失配以及离子扩散等问题都有待研究并解决。
　　本论文基于金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)在 LaAlO3单晶以及双轴织构的镍钨合金（Ni-5％W/Y2O3/YSZ/CeO2）基带上生长YBCO超导薄膜。自行设计和搭建了MOCVD实验系统。通过实验，对在单晶基底上制备YBCO薄膜的生长工艺、结构做了系统的研究，并在此基础之上对在金属基底上制备YBCO涂层导体做了初步的探索性研究，为后期超导带材的快速制备打下了基础。主要内容如下：
　　1.设计并搭建了实验用的MOCVD系统，并通过实验对系统进行了改进。
　　（1）设计了一套适合液相金属有机源进液并进行闪蒸的系统，通过使用开有微孔的毛细管，将气体与金属有机源液体混合，保证了连续稳定的金属有机源输运，实现了实验的稳定性，为后期工业化生产研究打下基础。
　　（2）对不同反应室喷口设计的系统进行对比实验。通过改进系统气流控制系统，使得基底上方的气流速度减慢并容易得到控制。在LAO的单晶基底上制备出了完全c轴取向的YBCO外延薄膜。其薄膜表面均匀，致密，晶粒之间连续性好，测得临界电流密度Jc为0.2MA/cm2。
　　2.在LaAlO3单晶基底上生长YBCO外延薄膜，研究了工艺参数（温度、总压强、氧分压）对YBCO薄膜的结构、表面形貌以及成分比例的影响，并优化了生长工艺。获得了完全c轴取向YBCO薄膜，面外半高宽为0.4°，薄膜表面晶粒连续、均匀，其临界电流密度达到了0.6 MA/cm2。
　　3.在多层过渡层结构的Ni-5%W/Y2O3/YSZ/CeO2基底上研究制备YBCO涂层导体。研究了过渡层中CeO2层的面外取向对YBCO薄膜结构的影响，发现面外半高宽越小，获得的YBCO涂层导体结构越好。在CeO2层半高宽为5.5°时获得（005）峰半高宽仅为3.5°的YBCO外延膜。研究了温度对YBCO涂层导体结构的影响，在865℃获得了完全c轴取向，且面外半高宽为3.0°的高质量薄膜。

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作者
戴邵康;
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作者单位

电子科技大学;

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授予单位电子科技大学;
学科材料科学与工程
授予学位硕士
导师姓名陶伯万;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类薄膜技术;超导体、超导体材料;
关键词
YBCO薄膜; 金属有机物化学气相沉积; 涂层导体; 制备工艺;

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