高昶
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赵晓辉
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夏钰东
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张飞
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陶伯万
低温物理学报
金属有机物沉积法(MOD)制备YBa2Cu3O7-x(YBCO)涂层导体是最具有商业前景的方法之一.本文使用环烷酸铜代替三氟乙酸铜,降低了前驱液中大约50%的氟含量.然后在带有缓冲层(Y2O3/YSZ/CeO2)的Ni-5at.%W基带上采用MOD法制备了YBCO薄膜并系统研究了高温热处理过程中气体流速和氧分压对YBCO薄膜的结构、表面形貌以及性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明在不同的气体流速下,薄膜均呈现明显的YBCO(001)取向.扫描电镜(SEM)分析显示气体流速较低时制备的薄膜表面较为平整,孔洞较少且无裂纹,而气体流速较高时制备的薄膜表面粗糙,孔洞较多.在不同的氧分压下,虽然所有薄膜均为纯c轴取向,但其面内外取向程度有所差异.最优工艺参数下制备的YBCO薄膜在77K、自场下的临界电流密度(Jc)和临界电流(Ic)分别为0.2MA/cm2和40A/cm-width.
关键词:
MOD
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YBCO薄膜
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气体流速
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氧分压
徐亚新
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熊杰
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夏钰东
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张飞
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薛炎
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陶伯万
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12385
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YBa2Cu3O7-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.本研究还计算了YBCO薄膜中的位错密度,并研究了位错密度与自场下YBCO薄膜临界电流密度(Jc)之间的关系.结果表明:YBCO薄膜在自场下的临界电流密度对螺旋位错密度比对刃型位错密度更加敏感,这主要是由YBCO薄膜的螺旋生长机制引起的.
关键词:
YBa2Cu3O7-δ(YBCO)
,
基片温度
,
生长取向
,
位错密度
