YBa2Cu3O7-δ（YBCO）雙面高溫超導(dǎo)薄膜在微波器件領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值,但目前的制備方法均難以同時滿足以下制備要求:1)成本低;2)效率高;3)兩面一致性和面內(nèi)均勻性好。這導(dǎo)致了 YBCO雙面薄膜價格高昂且供應(yīng)短缺,阻礙了低損耗、高靈敏度超導(dǎo)器件的研究進展。因此,實現(xiàn)低成本、高效率地制備高質(zhì)量的YBCO雙面薄膜具有重要意義。鑒于此,本論文設(shè)計搭建了一套金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）系統(tǒng)來研究YBCO雙面薄膜的制備。主要研究內(nèi)容包括:1、設(shè)計了 MOCVD系統(tǒng)并研究兩英寸YBCO雙面薄膜的制備。首先,設(shè)計了一套沉積裝置,其由行星式基片轉(zhuǎn)盤和U型噴淋頭組成,實現(xiàn)了多片薄膜的雙面同時制備,顯著提高了制備效率。然后,優(yōu)化U型噴淋頭內(nèi)部氣流分布,使得YBCO雙面薄膜的兩面一致性得到改善。測試表明,利用該系統(tǒng)制備的兩英寸雙面薄膜具有良好的面內(nèi)均勻性和兩面一致性,Jc達2.2-2.4MA/cm2（77 K,0T）,Rs為0.323 mΩ（77 K,10 GHz）。最后,對制備成本和效率進行了計算,該方法制備兩英寸YBCO雙面薄膜（500nm）的效率高達16分鐘每片,原料成本（不含基片）... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２約瑟夫森結(jié)示意圖??處于超導(dǎo)態(tài)時，超導(dǎo)材料不僅具有零電阻特性，還具有邁斯納效應(yīng)和約瑟夫森??效應(yīng)

?第一章緒論???性，大大的降低了制冷成本，為超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展奠定了良好基矗２００１年，??人們發(fā)現(xiàn)了?ＭｇＢ２超導(dǎo)材料２００８年，鐵基超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn)％＿１９１。盡管這兩種??材料的都低于７７Ｋ，不能應(yīng)用在液氮溫區(qū)下，但也為超導(dǎo)材料的探索和發(fā)現(xiàn)拓??寬了思路。圖１－３展示了超導(dǎo)材料的發(fā)展歷程圖。國內(nèi)外的研究人員們一直在對超??導(dǎo)材料進行著全面的研宄，從超導(dǎo)機理到制備再到應(yīng)用，盼望著能取得重大的突破，??使得超導(dǎo)材料能正真地實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用，造福于人類。??１６０?－?Ｔ?ＨｇＢａＣ＾ＣｉｉＯ￣?—??Ａ－Ｊｉｕｉｄｅｒ?ｂｉｅｌｉ?ｐｒｅｓｓｕｉ＇ｅ??１５０?—?一??１４０?－?—??ＯＨｇＢａＣａＣｕＯ??＾?１５０?＾Ｊ?－??ｗ?謂?＿?ＴｌＢａＣａＣｕＯ?一??『１１０?－?ｏＢｉＳｒＣａＣｕＯ?－??ｓ?１００?—?——??ｔ?卯—?ＹＢａＧｕＯ?￣??ｆ?ＳＯ?－Ｉ?＾?Ｉ?－??Ｓ?７７．３?＂?Ｃｉｔｐｒａｔｅ?＂?￣?■??＾?７０?－?Ｆｅ－ＰｉｉｉｃＴｉｄｅｓ?￣??霍?６０?￣￣１?Ｓｒｏ．ｉ（Ｎｄ）ＦｅＡｓ０１－ｘ?？－??？?－?今??０?＿?．?ｐ－ｆ?也?ＭｇＢ，?—??４〇?＿???ＬａＢａＣｕＯ?．．．－?＿??＇?ｉＭｅｆｉｌｌ?ｒｓ〇ｖ／Ｓ６?ＢＫＢＱ－ｆｅ?ｊ?ｐｌａＦｅＡｓＯＦ?＾??３０?一?Ｎｂ３Ｇｅ?＾?Ｔ?ｊ?ＲｂＣ５２Ｃ６Ｑ?一??２〇?—??１?－?＿??１０?－Ｐｂ＾Ｖ３Ｓｉ?ＬａＦｅＰＯ＾?＂??４萬－．Ｋ７?，ｖｒ

變化??而變化。當５＝１時，ＹＢＣＯ晶體結(jié)構(gòu)呈四方相，不具備超導(dǎo)特性；當８＜０．６時，??ＹＢＣ？開始由四方相向正交相發(fā)生轉(zhuǎn)變，超導(dǎo)性能也開始出現(xiàn)；當Ｓ＝０．１左右時，??ＹＢＣ？呈理想的正交晶相，其晶格的ａ、ｂ、ｃ軸長度依次為３．８２２７?Ａ、３．８８７２?Ａ和??ＩＩ．６８０２?Ａ，如圖?１－４?所示。??ＹＢａ２Ｃｕ３０７＾?ｐ＼?ｐ??Ｃｕ２＇?Ｃｕ３＊?，彳?，貞魯??雜滬＋????１１．６８０２?Ａ??＾?０?３．８Ｓ７２?Ａ??＾?＾?３．Ｓ２２７?Ａ??圖１－４理想的ＹＢＣＯ晶體結(jié)構(gòu)［２１］??理想的ＹＢＣＯ晶體結(jié)構(gòu)相當于三個鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)沿著ｃ軸方向堆疊而成，??其上下層鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)以Ｂａ為中心原子，中間一層以Ｙ為中心原子。??實驗表明，ＹＢＣＯ超導(dǎo)薄膜主要依靠Ｃｕ－０面進行電流傳輸，在液氮溫度下，??ａ－ｂ面的臨界電流密度比另外兩個面高１至２個數(shù)量級。為了發(fā)揮ＹＢＣＯ的超導(dǎo)性??能，這就需要薄膜沿ｃ軸取向生長，同時抑制沿ａ、ｂ軸方向的生長。圖１－５展示??了不同方向生長的ＹＢＣＯ晶格。此外，沿ｃ軸生長的ＹＢＣＯ晶格之間的弱連接也??會導(dǎo)致薄膜的超導(dǎo)性能不佳。因此，ＹＢＣＯ晶格不僅要ｃ軸生長，還必須整齊地排??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超導(dǎo)輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 肖立業(yè),林良真.  電工技術(shù)學報. 2015(07)
[2]超導(dǎo)電性研究概況[J]. 楊乾聲.  物理教學. 2012(11)
[3]YBCO材料的發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 王醒東,徐華,項飛,張立永,劉勇.  江蘇陶瓷. 2012(04)
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[5]大面積雙面高溫超導(dǎo)薄膜研究進展[J]. 陶伯萬,熊杰,李言榮.  真空電子技術(shù). 2009(01)

博士論文
[1]YBCO帶材超導(dǎo)層的MOCVD研究[D]. 張飛.電子科技大學 2015
[2]組份比例及襯底材料影響YBCO外延膜的光輔助MOCVD法生長特性研究[D]. 李善文.吉林大學 2012



本文編號：3073547