MOD法制備YBCO高溫超導(dǎo)帶材的緩沖層SrTiO
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《電子科技大學(xué)》 2007年
MOD法制備YBCO高溫超導(dǎo)帶材的緩沖層SrTiO_3研究
田震
【摘要】: 第二代釔系高溫超導(dǎo)帶材具有不可逆場(chǎng)較高、磁場(chǎng)下載流能力強(qiáng)、交流損耗低及性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),極具應(yīng)用前景,因而成為高溫超導(dǎo)材料的重點(diǎn)發(fā)展方向。但是直接在柔性金屬基帶上制備超導(dǎo)薄膜存在晶格失配和互擴(kuò)散等問(wèn)題,因而必須制備過(guò)渡層薄膜。 與目前較為成熟的過(guò)渡層薄膜制備工藝如IBAD(ion beam assisted deposition)、濺射及脈沖激光沉積(PLD)等相比,金屬有機(jī)沉積(MOD, Metal Organic Deposition)方法具有不需要真空環(huán)境,制備的薄膜厚度一致,設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低等優(yōu)勢(shì)。本論文采用MOD法在雙軸織構(gòu)的鎳鎢合金(Ni-5at.%W)基帶上制備SrTiO_3(STO)過(guò)渡層薄膜。采用SrTiO_3這一種材料來(lái)作過(guò)渡層,在STO過(guò)渡層上面可以直接制備釔系高溫超導(dǎo)薄膜。為確保過(guò)渡層起到為超導(dǎo)層提供生長(zhǎng)模板和阻擋擴(kuò)散的作用,本論文開(kāi)展了以下研究工作: 首先,本論文對(duì)配制穩(wěn)定前驅(qū)溶液的工藝條件進(jìn)行了研究,通過(guò)實(shí)驗(yàn)最終確定了以乙酸鍶、鈦酸丁酯為反應(yīng)物,冰乙酸和甲醇為溶劑,乙酰丙酮為螯合劑,控制反應(yīng)溫度在50~70℃,制備出穩(wěn)定性較好的前驅(qū)溶液。 其次,為了制備具有良好織構(gòu)的STO過(guò)渡層薄膜,本文對(duì)種子層的制備工藝進(jìn)行了研究。采用不同材料作為種子層,其中SrTiO_3作為種子層在優(yōu)化工藝參數(shù)下(前驅(qū)溶液濃度為0.06M,退火溫度為880℃,保溫時(shí)間為120min),生長(zhǎng)出晶粒大小一致、尺寸較小且分布均勻的種子層。 最后在種子層上采用MOD法制備STO過(guò)渡層薄膜,對(duì)其制備工藝進(jìn)行研究,采用XRD、AFM、及SEM對(duì)薄膜進(jìn)行分析。研究了工藝參數(shù)(退火溫度、退伙時(shí)間、升溫速度等)對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和表面形貌的影響,并對(duì)該方法的可重復(fù)性進(jìn)行了驗(yàn)證。所制備的SrTiO_3過(guò)渡層薄膜均能達(dá)到立方織構(gòu)單一取向,面內(nèi)、面外半高寬分別為6.5°和6.0°,顆粒尺寸小于80nm,表面均方根粗糙度不超過(guò)3nm。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號(hào)】:TM26
【目錄】:
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