论文部分内容阅读
钙钛矿型氧化物凭借其优异的物理特性已在超导、铁电以及巨磁阻等功能材料领域显示出了十分诱人的应用前景。本文采用溶胶-凝胶法制备叠层外延生长的钙钛矿氧化物异质结构。首先，通过优化热处理工艺在LaAlO3(LAO)单晶衬底制备出了(00l)取向外延生长的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜，然后，经过不同的热处理温度在LAO单晶衬底制备出了导电性良好的LaNiO3(LNO)薄膜。在制备YBCO和LNO薄膜的基础上，一方面，进一步制备了不同叠层顺序的YBCO/LNO/LAO和LNO/YBCO/LAO异质结构，并对他们进行生长取向，微观形貌，超导、电学、磁性等测试分析。另一方面，以醋酸铜、硝酸镧和氯化锶为初始原料，以乙二醇甲醚为溶剂，添加合适的络合剂配制了两种不同Sr掺杂比例的La2-xSrxCuO4(LSCO)溶胶，并在LAO上制备LSCO薄膜和YBCO/LSCO异质结构，同时进行了生长取向和超导电性等测试分析。取得主要研究成果如下: (1)采用无氟溶胶-凝胶法，在优化热处理条件情况下，所制备的YBCO薄膜经X射线衍射等测试表明具有单一c轴外延取向和良好的超导性能，其超导转变温度为89 K，这为后续制备高度取向性生长的叠层异质结构奠定了基础。 (2)在LAO衬底上制备出(00l)外延生长取向的LNO薄膜，经测试在室温具有良好的导电性，在进一步制备的YBCO/LNO/LAO异质结中，YBCO薄膜仍表现为单一c轴外延生长取向，且在76 K表现出超导转变。同时，YBCO/LNO异质结构表现出类似肖特基接触的I-V特性。 (3)采用溶胶-凝胶法在LAO衬底上制备的La1.85Sr0.15CuO4薄膜表现出了(00l)择优外延生长取向，进一步制备的YBCO/La1.55Sr0.45CuO4/LAO异质结中YBCO薄膜的超导转变温度高达91.5 K。