短时高温热处理工艺对YBCO超导薄膜结构和性能的影响

通过无氟高分子辅助金属有机物沉积法(PA-MOD)制备了YBCO超导薄膜,研究了785～845℃的不同短时高温热处理对YBCO薄膜双轴织构、表面形貌及超导性能的影响.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的结果表明,经800℃短时高温处理的YBCO薄膜具有良好的双轴织构和平整致密的表面形貌.物性测量(Quantum-DesignSQUID)的结果表明,该薄膜超导转变温度达到90K,77K自场下的临界电流密度(Jc)为2MA/cm2.     

预处理气氛对电子束蒸发制备YBCO薄膜性能和结构的影响

采用先电子束沉积后退火的两步法制备YBCO超导薄膜;根据薄膜的超导临界电流密度、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的测试结果,研究了不同预处理气氛对YBCO薄膜结构、表面形貌及超导性能的影响。     

不同气氛下LaMnO_3缓冲层后退火效应研究北大核心CSCD

在第二代高温涂层导体离子束辅助沉积技术(IBAD)路线中,LaMnO_3(LMO)作为超导层的生长面,直接影响到YBCO的性能,为改善LMO的织构、形貌等,对磁控溅射法制备的LMO薄膜进行了后退火处理,本实验系统研究了后退火处理对LMO物相、织构、表面形貌等的影响,并进一步研究了后退火效应对超导层的影响.结果表明后退火处理有助于改善LMO表面形貌,优化LMO微结构,在潮湿Ar-5%H2气氛下,LMO缓冲层改善率最高,在经湿Ar-5%H2后退火处理的LMO缓冲层上制备的超导层具有最佳的性能,在77K自场下,临界电流密度达到1.2 MA/cm^2.     

不同气氛下LaMnO_3缓冲层后退火效应研究

在第二代高温涂层导体离子束辅助沉积技术(IBAD)路线中,LaMnO_3(LMO)作为超导层的生长面,直接影响到YBCO的性能,为改善LMO的织构、形貌等,对磁控溅射法制备的LMO薄膜进行了后退火处理,本实验系统研究了后退火处理对LMO物相、织构、表面形貌等的影响,并进一步研究了后退火效应对超导层的影响.结果表明后退火处理有助于改善LMO表面形貌,优化LMO微结构,在潮湿Ar-5%H2气氛下,LMO缓冲层改善率最高,在经湿Ar-5%H2后退火处理的LMO缓冲层上制备的超导层具有最佳的性能,在77K自场下,临界电流密度达到1.2 MA/cm~2.     

低能离子对高温超导YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜的表面改性和机理

低能氩离子束轰击并后退火处理的离子束表面改性,会影响高温超导薄膜的表面结构和超导特性,但是其中的深刻微观机理不清楚.本文通过连续改变离子束轰击时间,系统研究了离子束表面改性对于超导膜结构和临界电流密度的影响.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、J_(c-scanning)测试表征样品的结构特性和超导特性,并得出内应变、氧空位缺陷等参量.研究表明,经过表面改性的钇钡铜氧(YBa_2Cu_3O_(7-δ),YBCO)薄膜,随轰击时间增加表面形貌会变得更加均匀致密,a轴晶粒消失,并且临界电流密度有了显著的提高.由化学键收缩配对模型分析得出,临界电流密度的提高与薄膜内应变增大和引发的局部YBCO结构中Cu—O键收缩有关.     

沉积温度对YBCO薄膜取向的影响

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在SrTiO3(100)单晶衬底上制备YBCO薄膜,用X射线对薄膜的取向和织构进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行观察.实验主要研究了衬底温度对薄膜外延取向的影响,结果表明在770℃温度下制备的YBCO有较多的a轴晶粒生成,在800℃温度下制备的YBCO是纯的c轴取向,且平均面内φ扫描半高宽(FWHM)为1.2°,超导转变宽度(△Tc)为0.9K.     

MgO单晶基片上YBCO高温超导薄膜的制备

在2英寸MgO(001)单晶基片上,采用直流溅射法,通过基片高温退火,成功制备了性能优越的YBa2C3O7-δ(YBCO)双面超导薄膜,能够满足超导滤波器的设计要求。X射线衍射(XRD)分析表明经过退火的基片上生长的YBCO薄膜与基片有单一的外延取向关系;用原子力显微镜(AFM)和高能电子衍射(RHEED)分析高温退火对基片表面状况的改变。结果表明制备的YBCO薄膜具有很好的超导电性,薄膜临界电流密度Jc(77K,0T)≈2.5×106A/cm2,微波表面电阻Rs(10GHz,77K)≈0.16mΩ。     

插入二氧化铈薄膜提高MOD-YBa2Cu3O7-x厚膜超导性能的研究

YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)膜存在“厚度效应”: 随着厚度增加, YBCO薄膜的临界电流密度下降, 尤其是YBCO薄膜的厚度超过1 μm时, 它的临界电流密度急剧下降. 本文在YBCO薄膜之间引入极薄的二氧化铈(CeO₂)薄膜, 成功制备出结构为YBCO/YBCO/CeO₂/YBCO的超导厚膜. 所制备的厚度为2 μm的YBCO膜临界电流密度为1.36 MA/cm² (77 K, 自场), 其性能比相同厚度的纯YBCO膜有了较大幅度的提升. 研究表明CeO₂薄膜起到了传递织构、松弛应力的作用.     

磁控溅射法结合异位退火制备MgB_2超导薄膜的研究

采用磁控溅射法,结合真空异位退火,成功制备MgB_2超导薄膜,探索了退火温度、退火时间、磁控溅射功率和溅射气压对MgB_2薄膜超导特性的影响。通过XRD、SEM和PPMS测量的结果来分析退火及溅射的工艺参数对MgB_2超导薄膜的晶体结构、表面形貌及超导性能的影响。研究表明,退火温度为670℃,退火时间为2h,MgB_2靶溅射功率控制在300W,Ar溅射气压保持为2Pa,MgB_2薄膜表现出最优的超导特性,其临界电流密度Jc为1.8×105A/cm2。     

制备温度对MgB-2薄膜超导电性的影响

报道了用两步法制备MgB2超导薄膜.首先利用脉冲激光沉积技术制备B膜,然后在Mg蒸气环境下对B膜进行后退火处理,通过扩散反应生成MgB2超导薄膜.采用扫描电子显微镜、x射线衍射、电阻测量和磁测量技术分析了前驱物B膜的制备温度对扩散产物MgB2薄膜的表面形貌、晶体结构、超导转变温度和临界电流密度的影响.结果表明,随着B膜制备温度的降低,MgB2薄膜中晶粒粒度减小、c取向的衍射线宽化、超导转变温度升高、临界电流密度增大.300℃时制备的MgB2超导薄膜的超导起始转变温度为395K,临界电流密度为13×107A 关键词： MgB2超导薄膜 脉冲激光沉积 基片温度     

Strong flux pinning enhancement in YBa2Cu3O7-x films by embedded BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles

YBa2Cu3O7-x (YBCO) films with embedded BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles were fabricated by metalorganic deposition using trifluoroacetates (TFA-MOD). Both X-ray diffraction and transmission electron microscopy revealed that these BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles had random orientations and were distributed stochastically in the YBCO matrix. The unique combined microstructure enhances the critical current density (Jc) of the BaZrO3/BaTiO3 doped-YBCO films, while keeping the critical transition temperature (Tc) close to that in the pure YBCO films. These results indicate that BaZrO3 and BaTiO3 nanoparticles provide strong flux pinning in YBCO films.     

单源进液金属有机化学气相沉积法工作气压对YBCO薄膜制备的影响研究

基于金属有机化学气相沉积法(MOCVD),在沉积有Y2O3/YSZ/ CeO2( YYC)多层过渡层的Ni - W_at.5％金属基带上沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导薄膜.通过对单源进液系统的优化,使金属有机源连续稳定地输送到蒸发皿进行闪蒸.优化总气压并通入N2O气氛,以获得高质量的YBCO薄膜.在优化的温...     

在金属基片上激光沉积YBCO超导薄膜

介绍了在金属基片上激光沉积缓冲层和ＹＢａ２Ｃｕ３ｏ７－ｘ（ＹＢＣＯ）高温超导薄膜的研究结果。在带ｙｔｔｒｉａ－ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ－ｚｉｒｃｏｎｉａ（ＹＳＺ）缓冲层的ＮｉＣｒ合金基片上,激光原位沉积出ＹＢＣＯ超导薄膜,薄膜的零电阻转变温度度４８Ｋ,７７Ｋ时临界电流密度约为２００Ａ／ｃｍ＾２;缓冲层的取向可以通过选择适当的沉积参数来改善;用扫描隧道电子显微镜对ＹＢＣＯ薄膜的微观结构分析表明：完善的螺     

Approaches to improving critical current density of YBCO superconducting thick films deposited by electrophoresis

The irreversibility field (Hirr) of Y-based superconductor is much higher than that of Bi-based superconductor. Y-based superconductor is capable of maintaining stable electrical currents in high magnetic field and electric field, so it is a better suited mate-rial for electric-current applications. Commonly, the Y-based tapes comprise a YBCO thick film deposited on a flexible substrate, typically with an intermediate buffer layer, and an overcoat of noble metal. In this process, the interm…     

平面靶直流溅射制备YBCO高温超导薄膜研究

开展了平面靶溅射法制备YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜工艺研究,以达到提高沉积速率的目的。通过增加工作气体总压(Pt),采用基片旋转达到离轴溅射模式,有效地克服了传统平面靶直流溅射法中高能粒子轰击和负离子反溅射现象。在两英寸LaA lO3(LAO)基片上成功外延生长得到了微观结构良好、电学性能优越(临界电流密度Jc=2.3/2.0mA/cm2)的双面YBCO高温超导薄膜。     

湿度对YBCO薄膜微观结构和超导性能的影响

文中采用无氟高分子辅助金属有机物沉积法( PA - MOD)在不同湿度条件下在LaAlO3单晶基底上制备了一系列YBCO超导薄膜.X射线衍射、扫描电镜和物性测量的结果表明,在成相热处理过程中气氛湿度对YBCO薄膜的结构和超导性能的有明显影响.干燥气氛成相的YBCO薄膜织构较好,表面较平整、致密,超导性能也较高,其临界超...     

添加Dy_2O_3的YBa_2Cu_3O_(7-δ)的临界电流密度特征

掺入Dy2O3的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)粉末样品采用固相反应方法制备获得。XRD的Rietveld精修和SEM都显示Dy2O3和YBCO并存。随着添加相成分的增加,YBCO的开始转变温度Ton、超导临界温度Tc和零电阻温度Tc0都单调减小。对于某一固定的磁场,温度为77K,当x=0.05时,样品的临界电流密度Jc有最大值。磁场中,微量的Dy2O3的添加,使得YBCO临界电流密度增大。Jc的这些特征行为来自D2O3的添加导致的两方面的共同作用,一方面是超导性的变化,另一方面纳米尺寸范围内的空间分布的非均匀性。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜制备工艺对体系结构和性能的影响研究

采用起始原料无氟的工艺和含氟的Ba-TFA工艺制备YBa2Cu3O7-δ(YBCO)前驱体溶胶,在LAO(001)基板上制得YBCO凝胶膜,热处理后都可以获得表面光滑、无裂缝的YBCO薄膜。薄膜的性能利用X-射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)以及光电子谱(XPS)等手段进行测试,结果表明:无氟工艺制备的薄膜由于热处理过程中生成了BaCO3相而严重地影响到薄膜的超导性能,而Ba-TFA法所获得的薄膜则表现出了良好外延生长,临界转变温度Tc=89K,转变温度宽度△Tc<1 K,临界电流密度Jc=2.8MA/cm2。     

Y(Ba_(1-x)Gd_x)_2Cu_3O_(7-δ)的临界电流密度特征

多晶样品Y(Ba1-xGdx)2Cu3O7-δ(YBGCO)(x=0.0,0.02,0.03,0.05,0.08,0.10)是由标准固相反应法制备获得。XRD的Rietveld精修显示,Gd成功地部分替代YBa2Cu3O7-δ(YBCO)晶胞中的Ba位。实验结果表明,对于某一固定磁场Y(Ba1-xGdx)2Cu3O7-δ的临界电流密度(Jc)在x=0.05有最大值。此外,尽管YBGCO的超导温度(Tc)明显地单调下降,但微量的Gd掺杂导致磁场中YBGCO的Jc的提高。Jc随着Gd掺杂量不同而变化的特征行为可以认为,是由Gd掺杂引起的两种不同的效果竞争共同作用造成的,即纳米尺度范围内空间分布不均匀性和超导性的变化。