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薄膜厚度对YBCO超导薄膜微结构及临界电流密度的影响

邹春梅 , 左长明 , 路胜博 , 催旭梅 , 姬洪

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2007.04.001

用MOD方法在LAO基片上沉积不同厚度的YBCO薄膜.用X射线衍射仪对这一系列样品进行表征分析,研究随着薄膜厚度的增加微结构的变化及临界电流密度的变化.X射线衍射分析发现YBCO薄膜取向度随薄膜厚度的增加,在800nm时取得最佳值之后又随厚度增加由强变弱.晶格常数c随着膜厚的增加而增大.本研究对这一系列样品进行了φ扫描分析和摇摆曲线半高宽的计算,并对800nm的YBCO薄膜做了倒易空间图谱分析,实验结果发现800nm的YBCO薄膜晶化比较好.本研究还分析了薄膜厚度对YBCO薄膜临界电流密度的影响.

关键词: YBCO薄膜 , 微结构 , 晶格常数C , φ扫描 , 倒易空间 , 临界电流密度 , 摇摆曲线

低氟溶胶-凝胶法制备Φ76.2mmYBCO薄膜

雷黎 , 赵高扬 , 刘晓梅 , 赵娟娟

稀有金属材料与工程

采用低氟溶胶-凝胶法在Φ76.2 mm的LaAlO3(LAO)单晶衬底上制备YBCO薄膜,然后对Φ76.2 mm的YBCO薄膜样品的微观结构、膜厚及超导性能进行均匀性测试分析.结果表明:所制备的薄膜厚度均匀并具有较好的c轴外延生长取向和均匀的超导电性能.

关键词: 低氟溶胶-凝胶法 , YBCO薄膜 , 大面积 , 外延生长

YBCO薄膜过电流失超特性实验及分析

许瀚 , 庄劲武 , 张晓锋 , 王晨

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2007.04.014

YBCO薄膜材料作为电阻型高温超导限流器的限流元件具有单位通流长度耐压高,失超后不易损毁等优点.本文设计一套实验设备,在不同幅值交流电源条件下,对YBCO薄膜过电流失超特性进行了测量.实验得到了在不同过电流作用下YBCO薄膜的阻抗及电压随时间的变化关系.大量实验数据表明,YBCO对短路电流有很好的限流效果.并且动作迅速,失超后有效限流电阻大.结合实验数据,文中将YBCO薄膜的过电流失超过程分为三个不同阶段.对应于不同幅值的交流电源,分析了不同阶段YBCO的电阻发展过程.本文得到的结论对YBCO薄膜限流元件的建模及失超传播分析有着重要的参考意义.

关键词: YBCO薄膜 , 失超 , 超导限流器 , 临界电流

高温热处理气氛对低氟MOD法制备YBCO超导薄膜的影响研究

高昶 , 赵晓辉 , 夏钰东 , 张飞 , 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 , YBCO薄膜 , 气体流速 , 氧分压

基片斜切角度对YBCO薄膜微观结构及超导电性能的影响

王天生 , 田永君 , 彭炜 , 漆汉宏 , 李林

稀有金属材料与工程

研究基片斜切角度对YBCO薄膜微观结构及超导电性能的影响.采用脉冲激光沉积(PLD)法在0°~6°斜切(001)SrTiO3基片上制备了具有c取向的YBCO薄膜.用XRD和TEM对薄膜微观结构进行了分析,用标准四引线法测定薄膜电阻-温度关系,从而确定薄膜的超导电性能.结果表明,随斜切角度的增大,薄膜晶体质量下降,晶格弯曲畸变程度增大,超导临界转变温度降低,转变宽度增大.

关键词: YBCO薄膜 , 微观结构 , 斜切基片 , 超导电性

高性能Y0.5Gd0.5BCO薄膜的研究

吴紫平 , 索红莉 , 刘敏 , 叶帅 , 汤潇

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01273

通过在YBCO前驱溶液中加入醋酸钆(Gd(CH3COO)3), 使元素Gd部分取代Y, 成功地制备了Y0.5Gd0.5BCO薄膜, 该薄膜成分单一且具有很好的c轴取向. 通过对Y0.5Gd0.5BCO薄膜和YBCO、GdBCO薄膜的超导性能比较发现, 虽然Y0.5Gd0.5BCO薄膜的临界转变温度(Tc)(约为90.5 K)较YBCO和GdBCO薄膜有所下降, 但是在65K、自场下, Y0.5Gd0.5BCO薄膜具有最高的临界电流密度(Jc)值, 为4.87MA/cm2. 且随着外加磁场的增加, Jc值提高的较多. 在3T的磁场下, Y0.5Gd0.5BCO薄膜的Jc值分别是纯GdBCO和YBCO薄膜的1.8倍和5.1倍. 此外, 替代还有效提高了薄膜的磁通钉扎力. 

关键词: YBCO薄膜 , elemental substitutions , fluorine-reduced MOD , field-property

3英寸YBCO/CeO2/Al2O3双面超导外延薄膜的制备研究

熊杰 , 陶伯万 , 谢廷明 , 陈家俊 , 刘兴钊 , 张鹰 , 李言荣

功能材料

采用自制的大面积四靶溅射设备,并结合基片的调速双轴旋转,成功研制出3英寸双面CeO2薄膜及YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜.通过对所制备薄膜的微观结构、表面形貌以及电性能的分析测试,得到的CeO2薄膜与YBCO薄膜具有良好的c轴外延取向,CeO2薄膜的(002)峰与YBCO薄膜的(005)峰FWHM均小于1°.薄膜厚度均匀性良好,厚度起伏在±5%以内.YBCO薄膜Tc分布在88.5~90K,△TC<1K,Jc>1×106A/cm2,Rs(10GHz,77K)两面分别为0.53mΩ和0.56mΩ,能较好地满足微波器件研制中的需要.

关键词: YBCO薄膜 , CeO2缓冲层 , 调速双轴旋转 , 微波器件

金属基体上YSZ过渡层及YBCO薄膜结构与沉积条件的关系

王敬 , 刘安生 , 石东奇 , 王晓华 , 邵贝羚 , 袁冠森

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.1998.01.009

研究了两种在金属基体 (Hastelloy-C) 上沉积的、以钇稳定的ZrO2 (YSZ) 为过渡层的YBa2Cu3O7-y薄膜结构, 并讨论了结构与沉积条件的关系. 当沉积速率低时, YSZ层致密、均匀, 存在织构取向, 且与基体连接良好; 而高速率沉积的YSZ层疏松, 与基体结合差. YBCO薄膜的结构和性能与沉积时的基体温度相关.

关键词: YBCO薄膜 , YSZ过渡层 , 微结构 , 金属基体

Zn^2+掺杂的YBCO薄膜的超导性能研究

雷黎 , 赵高扬 , 徐慧

功能材料

采用溶胶-凝胶法在LaAlO3(LAO)单晶衬底上制备了Zn^2+掺杂的YBCO薄膜,用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及标准四引线法分别研究了Zn^2+掺杂的YBCO薄膜的微观结构、生长取向以及超导性能。结果表明,随Zn2+掺杂浓度的增大薄膜的临界电流密度提高,而临界转变温度下降、临界转变温区变宽;但当掺杂量〉0.5%(摩尔分数)时,会影响YBCO的c轴取向生长,导致超导性能变差。通过优化掺杂比例后得到Zn2+掺杂0.5%(摩尔分数)的YBCO薄膜具有最好的综合超导性能,其TC为91.3K,ΔT为1.1K,Jc约为1.54MA/cm^2(77K,0T)。

关键词: YBCO薄膜 , 溶胶-凝胶法 , 涡旋钉扎 , 超导性能

氧离子束辅助激光制备具有织构的YBCO薄膜

王忠柯 , 黄新堂 , 王又清 , 王秋良 , 陈清明

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2000.05.009

应用氧离子束辅助准分子脉冲激光沉积薄膜技术,先在NiCr合金(Hastelloy c-275)基底上在室温下淀积具有平面织构的钇稳锆(YSZ)缓冲层薄膜,再在YSZ/NiCr基底上在750℃下制备具有平面织构和高临界电流密度的YBa2Cu3O7-x(YBCO)薄膜.YSZ和YBCO薄膜都为c-轴取向和平面织构的,YSZ(202)和YBCO(103)的X射线扫描衍射峰的全宽半峰值分别为18°和11°.YBCO薄膜的临界温度和临界电流密度分别为90K(R=0)和7.9×105A/cm2(77K,零磁场).

关键词: 准分子脉冲激光 , YBCO薄膜 , 高临界电流密度 , NiCr合金基底 , 织构

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