无氟化学溶液法制备ybco超导薄膜

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要本学位论文在LaAl03单晶基底上采用无氟化学溶液沉积法制备了YBCO超导薄膜。YBCO薄膜最终的材料结构、超导电性与处理工艺中的各项参数直接相关。本文研究了升温速率、保温时间、水分压、热处理温度、旋涂参数等对薄膜结构与性能的影响。DSC—TG探得前驱胶体的溶剂失重温区和羧酸盐溶质的分解温区；XRD20扫描证实薄膜具有高度一致的C轴生长取向；SEM图像证实薄膜微观形貌致密无孔洞、无偏析；台阶仪探针法结合薄膜断面的二次电子像和背散射电子像探得薄膜成相前后的厚度变化；MPMS磁测量证实薄膜具有85K的临界超导转

2、变温度，未达到文献报道中的91K，原因在于薄膜正交相的纯度还有待提高。结合YBCO相图和晶体动力学分析，发现了YBCO狭窄生长温区内存在的两个生长速率相对形核速率的峰值温度；发现了薄膜中孔洞与分解速率之间的关系；以及偏聚与胶体干燥速率、熔融时间、熔融温度之间的关系；并提出有效消除薄膜中孔洞和偏聚的解决方案；通过对气氛等热处理参数的控制，有效消除了无氟化学溶液工艺中BaC03的生成，并基于工艺参数提出利用BaC03颗粒作为钉扎中心的可行性假设；对一定工艺参数下，单次涂覆薄膜的相变前后薄膜厚度进行的表征；提出一种在生长温区前进行短暂熔融处理的工艺手段

3、，提高了薄膜的致密性和浸润效果。关键词：YBC0薄膜，外延生长，化学溶液沉积，BaC0。，缺陷西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractYBCOsuperconductingfilmisfabricatedonthesinglecrystalLaAl03substratesusingnon—fluorinechemicalsolutiondeposition．ThefinalstructureandsuperconductivityperformanceoftheYBCOfilmaredirectlyassociatedwithsom

4、eprocessingparameters．Inthisthesis，weexploredtheconnectionbetweenparameterslikeratesoftemperaturerising，thedurationofheating，partialpressureofwater,heatingtemperature，spinningcontrolandSOon，andmicrostructureandsuperconductivityofthefilm．DSC／TGanalysiswasusedtofindthetemperatu

5、rezoneofvolatilizationofthesolventandthatofdecompositionofmetalorganics．XRD20scanindicatedthatthefilmshavestrongC-axisorientation．SEMimagesdeterminednoporespaceandnosecondphaseseparationinsidethethinfilms．Thechangesofthethicknessofthefilmweredetectedbythecombinationoftheprofi

6、lometermeasurememandthesecondaryelectronimageandthebackscatteredelectronimageofcrosssectionofthethinfilm．MagneticmeasuremembyMPMSindicatedthatthecriticaltra．nsitiontemperatureWas85Kwhichislowerthanreported91Kbecauseoftheimpurityoftheorthogonalcrystallization．Withthecombinatio

7、nofYBCOphasediagramandthethermodynamicsofcrystallization，twotemperaturepoints，atwhichthevalueofgrowthratetonuclea．tionratereachedmaximum，werediscovered．TheconnectionbetweenthegenerationofporesanddecompositionrateWasfiguredout．Therelationshipbetweenthephenomenonofspotseparatio

8、nandprocessingparameterslikedryingrateoftheprecursorsolution，duratio