温度控制织构金属基带上YBCO外延薄膜生长及缺陷研究

采用直流溅射法在Y₂O₃/YSZ/CeO₂(YYC)缓冲层的织构NiW基带上, 通过基片温度调制YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)外延薄膜生长。X射线衍射仪(XRD)表征显示, 基片温度强烈地影响YBCO薄膜的外延生长: 在较低的基片温度下薄膜趋于a轴取向生长, 随基片温度升高薄膜逐渐变为纯c轴取向生长。由于a轴晶粒引起的大角度晶界会阻碍超导电流在a-b面内的传输, 因此YBCO薄膜的微观结构和超导电性能随温度升高而得到改善, 但是随着基片温度继续升高, 基带的氧化程度加剧, YBCO与缓冲层间发生界面反应, 从而导致薄膜质量衰退。本     

3英寸双面YBCO薄膜的MOCVD制备研究

制备大面积双面YBCO超导薄膜有助于器件集成的发展。基于自研金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统在3英寸铝酸镧基片上制备了性能优异的YBCO超导薄膜。使用扫描电子显微镜(SEM)表征了薄膜表面形貌和厚度,结果显示薄膜双面形貌一致,薄膜表面大部分平整,有少量孔洞。双面厚度接近,分别为533 nm和565 nm。X射线衍射(XRD)测试结果表明在大面积薄膜上成分分布均匀,除了(400)-Y₂O₃和LAO基片衍射峰以外,只存在尖锐的(00l)-YBCO衍射峰,薄膜双面面外扫描半峰宽低于0.3°,面内扫描半峰宽低于0.944°且仅有四个相距90°的独立尖峰,说明薄膜沿基片外延质量好。在77 K温度下分布式临界电流密度(J_c)测试结果表明薄膜具有良好载流能力,双面J_c>2.4 MA/cm²,面内均匀性和双面一致性高。在77 K,10 GHz的条件下,使用蓝宝石谐振器测试得到薄膜的微波表面电阻(R_s)为0.188 mΩ。结果表明自研MOCVD系统能够制备高质量...