论文部分内容阅读
高温超导成为凝聚物理和材料科学重大研究课题后,在全世界掀起了研究热潮。很快,这一研究热潮扩大到了高温超导薄膜,成为功能材料研究领域中的一个热门课题。在科学家和工程师的共同努力下,高温超导薄膜正迅速发展成为一种技术和产业。高温超导薄膜的应用不仅需要较高的临界转变温度而且需要较大的临界电流密度。本课题的研究目的是采用化学掺杂的方法来提高YBCO超导薄膜的临界电流密度。 本文先通过低氟溶胶-凝胶法配制化学计量比为Y:Ba:Cu=1:2:3的YBCO溶胶,用提拉法在LaAlO3单晶片上制备薄膜,将其在四种不同湿度的气氛下进行热处理,确定生成YBCO相的最佳热处理气氛。然后分别配制了不同百分比的Y过量与Zn2+掺杂的YBCO溶胶,用其制备YBCO薄膜并在已确定的最佳气氛湿度条件下进行热处理,实验结果表明:通过低氟溶胶-凝胶法在LaAlO3单晶片上制备的Y过量的YBCO超导薄膜当Y过量百分比低于30%时,临界转变温度Tc变化不是很大,基本保持在91-93K之间;临界电流密度Jc随着掺杂量的增加呈现出先增大后减小的趋势,Y过量巧%的样品获得最大值0.96MA/cm2,约是未掺杂的YBCO薄膜的1.7倍。采用低氟溶胶-凝胶法在LaAlO3单晶片上制备的不同zn2+掺杂量的YBCO超导薄膜,随着Zn2+掺杂量的增加,YBCO超导薄膜的临界转变温度Tc值明显下降,与掺杂量成反比例关系,转变宽度ΔT逐渐增大;当掺杂量大于等于2%时,样品在液氮温区不能完全转变为超导态;样品的临界电流密度Jc随着掺杂量的增加呈现出先增大后减小的趋势;Zn2+掺杂量为0.5%的样品Jc。达到最大值1.068MA/cm2,约是未掺杂的YBCO薄膜的1.8倍。