發(fā)布時(shí)間：2017-04-17 02:00

  本文關(guān)鍵詞：不同雜質(zhì)離子摻雜YBCO薄膜性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：YBCO高溫超導(dǎo)薄膜由于其自身的優(yōu)良性能及潛在的價(jià)格優(yōu)勢,一直受到很大的關(guān)注。近年來,YBCO高溫超導(dǎo)薄膜在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。然而外加磁場下較低的臨界電流密度嚴(yán)重限制了其在某些領(lǐng)域方面的應(yīng)用。本課題的研究目的是提高YBCO薄膜的有場性能。本論文中采用無氟的高分子輔助金屬有機(jī)物沉積法制備了YBa2Cu3-xRxO7-δ(R=Li、 Ni, x=0、0.0005、0.001、0.0015、0.002)的高溫超導(dǎo)薄膜。分別采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、物性綜合測量系統(tǒng)(PPMS)和磁學(xué)測量系統(tǒng)(MPMS)對它們的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：微量雜質(zhì)離子Li+和Ni2+摻雜,都不會引起YBCO薄膜晶體結(jié)構(gòu)及表面形貌的明顯改變；隨著Li+和Ni2+名義摻雜量的增加,YBCO超導(dǎo)薄膜的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低；適量Li+和Ni2+摻雜都可以明顯增強(qiáng)YBCO薄膜在低溫高場下和高溫整個(gè)磁場范圍內(nèi)的磁通釘扎性能,有效地提高了其在外加磁場下的載流性能。與微量Ni2+摻雜的YBCO薄膜相比,微量Li+摻雜的YBCO薄膜在高場下表現(xiàn)出更強(qiáng)的磁通釘扎性能,具有更高的臨界電流密度。另外,對未摻雜和Li+和Ni2+摻雜YBCO薄膜的磁通釘扎機(jī)制進(jìn)行了分析�？梢缘贸�,在未摻雜的YBCO薄膜中,正常相的面釘扎是主要的釘扎來源；而在Li+和Ni2+摻雜的YBCO薄膜中,除了正常相的面釘扎之外,還存在正常相的點(diǎn)釘扎。本論文中緊接著采用上述工藝制備了微量Ca2+摻雜Y位、微量Cr3+摻雜Cu位及微量Ca2+和Cr3+復(fù)合摻雜Y位和Cu位的YBCO薄膜。分別采用XRD、SEM、和MPMS對它們的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：Y位、Cu位的單相及復(fù)合摻雜,也都不會引起YBCO薄膜晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌的明顯改變；Y位、Cu位的復(fù)合摻雜對YBCO薄膜超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的抑制作用更大；與Y位、Cu位單相摻雜的YBCO薄膜相比,復(fù)合摻雜的YBCO薄膜在外加磁場下表現(xiàn)出更強(qiáng)的磁通釘扎性能,具有更高的臨界電流密度。另外,對Y位、Cu位單相及復(fù)合摻雜YBCO薄膜的磁通釘扎機(jī)制進(jìn)行了分析�？梢缘贸�,在Y位、Cu位單相摻雜的YBCO薄膜中,正常相的點(diǎn)缺陷是呈均勻分布的；而在Y位、Cu位復(fù)合摻雜的YBCO薄膜中,由于正常相點(diǎn)缺陷間的相互作用,自發(fā)地形成一種柱狀缺陷,從而使得體系的釘扎強(qiáng)度大大增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：YBCO薄膜 摻雜 臨界電流密度 磁通釘扎性能
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM26;TB383.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 超導(dǎo)材料的發(fā)展歷程11-12
• 1.2 超導(dǎo)電性12-15
• 1.2.1 零電阻效應(yīng)12-13
• 1.2.2 邁斯納效應(yīng)13-14
• 1.2.3 重要特征參數(shù)14-15
• 1.3 超導(dǎo)材料的分類15-16
• 1.4 YBCO高溫超導(dǎo)材料16-20
• 1.4.1 晶體結(jié)構(gòu)16-17
• 1.4.2 磁通行為17-19
• 1.4.3 弱連接和巨磁通蠕動19-20
• 1.5 YBCO超導(dǎo)薄膜20-21
• 1.5.1 制備方法20
• 1.5.2 MOD工藝的研究進(jìn)展20-21
• 1.6 提高薄膜的有場性能21-23
• 1.6.1 磁通釘扎現(xiàn)象21-22
• 1.6.2 元素替代22-23
• 1.7 本論文的研究目的、方法及主要內(nèi)容23-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)原理、方案及表征手段25-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原理25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案26-31
• 2.2.1 前驅(qū)體溶液的配制27-28
• 2.2.2 單晶襯底的選擇與清洗28-29
• 2.2.3 前驅(qū)薄膜的涂敷29-30
• 2.2.4 薄膜的熱處理30-31
• 2.3 表征手段31-34
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)分析31-32
• 2.3.2 形貌分析32-33
• 2.3.3 性能分析33-34
• 本章小結(jié)34-35
• 第3章 微量雜質(zhì)離子Cu位摻雜研究35-55
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法35-36
• 3.2 微量Li~+摻雜Cu位36-43
• 3.3 微量Ni~(2+)摻雜Cu位43-49
• 3.4 Cu位兩種離子微量摻雜比較49-51
• 3.5 磁通釘扎機(jī)制的分析51-54
• 本章小結(jié)54-55
• 第4章 微量雜質(zhì)離子Y位、Cu位單相及復(fù)合摻雜研究55-64
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法55-56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析56-61
• 4.3 磁通釘扎機(jī)制的分析61-63
• 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和研究成果72

【相似文獻(xiàn)】

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