退火气氛对涂层导体缓冲层外延生长的影响

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  涂层导体是实现氧化物高温超导材料在液氮温区应用的关键材料,近年来受到人们的广泛关注。由于氧化物高温超导材料与金属基带之间存在很大的晶格失配和严重的原子扩散,因此必须在两者之间沉积复杂的氧化物缓冲层,才能达到织构传递和阻隔扩散的效果,最终实现氧化物超导层的双轴织构生长和高载流能力。目前用化学溶液沉积(CSD)技术较物理法生长缓冲层薄膜在大规模应用方面显示出绝对的优势;缓冲层在织构的金属基带上外延生长情况对涂层导体的性能具有重要影响。本文采用CSD技术在不同的退火气氛中制备了YSZ单晶基片上的CeO2缓冲层薄膜,结果表明前驱液的热分解行为和退火气氛对于CeO2缓冲层薄膜的外延生长行为具有重要影响;退火气氛中较大的氧分压不利于CeO2 (00l)高能面的择优生长,而且CeO2(00l)高能面的择优生长不利于薄膜表面粗糙度的降低,可以认为CeO2缓冲层薄膜的生长取向和其表面形貌的衍化与退火过程中前驱液的热分解行为及其晶格内氧空位浓度变化有关。
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