论文部分内容阅读
YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜具有优异的电学性能,用其制作的微波器件在液氮温区具有插损小、品质因子高等优点;YBCO 厚膜应用于超导带材中可以获得高的临界电流,因而,YBCO 在研究中受到广泛的重视。在Y 系高温超导材料中,SmBa2Cu3O7-δ(SmBCO)也是一种非常具有吸引力的材料,因为它具有比YBCO 更高的超导转变温度,在强磁场中有更高的临界电流密度。本论文基于溅射生长薄膜的基本原理,围绕REBCO(RE=Y,Sm)薄膜的生长进行了研究。首先,本论文开展了YBCO、SmBCO 和HoBCO 平面靶材的烧结工艺的研究。通过大量实验,优化了烧结工艺,所制备的靶材结构致密,结晶良好。使用此靶材制备的薄膜在优化工艺条件下具有较好的超导电学性能。采用倒筒式直流溅射装置,研究了温度对薄膜生长的影响,薄膜形貌及外延取向随薄膜厚度的变化以及基片对薄膜生长的影响。发现沉积温度为720℃时,在STO 、MgO 基片上沉积的YBCO 超导薄膜初期以c 轴外延生长,而STO 基片上沉积的YBCO 超导薄膜a 轴生长晶粒是在生长后期同质外延阶段形成;MgO基片热处理后,在其上沉积的YBCO 薄膜的面内外延性提高。采用PLD 系统沉积SmBCO 薄膜。研究了沉积温度、氧气压力、激光脉冲重复频率等对SmBCO 薄膜生长的影响;优化了SmBCO 薄膜的生长工艺参数;制备出了结晶良好的SmBCO 薄膜,优化工艺条件下其临界电流密度(Jc)达到1.9MA/cm~2(77K,0T),超导转变温度(Tc)为91.2K。同时,在SmBCO 薄膜优化工艺条件下生长了YBCO/SmBCO 多层薄膜。