pld法制备ybco高温超导带材缓冲层的研究论文

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1、摘要第二代高温超导体(YBCO)具有交流损耗低、性价比高以及在磁场下载流能力强等优点，在工业上具有广阔的应用前景，成为当今超导技术发展的重点。然而对多元氧化物薄膜而言，其晶格结构和特性比较复杂，尤其是直接在柔性金属基带Ni．w基带上制备YBCO超导层存在严重的晶格失配和互扩散困难，因此需要在N．-w基带上制备高质量的缓冲层。本实验室采用PLD技术在RABiTS基带上制备了Ce02／YSZ／Ce02缓冲层，通过改变工艺参数改善薄膜的结构和表面形貌，主要的内容如下：1)首先研究了工艺参数(基底温度，混合气体气压，脉冲激光能量，靶基距)对

2、Ce02种子层薄膜结构和表面形貌的影响，优化了生长工艺，制备了完全C轴单一取向的薄膜。同时也研究了薄膜厚度与微裂纹之间的关系，当薄膜达到或超过100nm时，薄膜产生微裂纹。2)在优化Ce02种子层的基础上依序生长了YSZ隔离层和Ce02帽子层。通过改变工艺参数，得到了生长YSZ薄膜的最优工艺参数。研究表面，制备YSZ薄膜和Ce02帽子层的工艺参数的范围较宽。3)通过XRD的(1)扫描和巾扫描模式，对整个缓冲层进行了分析，整个缓冲层内都具有非常好的平面内外延性质。运用PLD技术在Ce02／YsZ／Ce02过渡层上制备了YBCO超导体，

3、YBCO(OOS)摇摆曲线的半高宽为3．1，YBCO(103)的面内织构度为6．7，说明金属基带的双织构已经很好的外延至YBCO薄膜，并且YBCO薄膜电流密度达到1．5×106A／cm2。关键词：Ce02，YSZ，PLD，RABiTS。ABSTRACTThesecond—generationhigh—temperaturesuperconductor(YBCO)wireshavebeenresearchedintensivelyduetoitsextensiveapplicationsinthemoderntechnology．YB

4、COsuperconductorhastheadvantagestobeloweracloses，betterin-fieldperformanceandlowerprocessingcosts．Themaindifficultiesinfabricatingcoatedconductorsarelatticemismatchandthediffusionofoxygenandmetalatom．Soit’SnecessarytobuildCe02／YSZ／Ce02bufferlayersonNi·Wsubstrates．TheCe

5、02JYSZ／Ce02bufferlayersonRABiTShavebeenfabricatedbyPLD．Thestructureandsurfacemorphologyofbufferlayerhavebeenimprovedbychangingtheexperimentalparameters．1)AsystematicStudyofthegrowthconditionsforCe02seedlayerswereperformed．ThestructureandsurfacemorphologyofCe02filmshave

6、beeninvestigatedatdifferentparameters(substratetemperature，Ar+H2mixedatmospherepressure，laserenergy,thedistancebetweenthetargetandthesubstrate)．Withoptimizingthedepositionconditions,Ce02filmswithstrictlyc-axisorientationhavebeensuccessfullyobtained．Therelationshipbetwe

7、enthecrackandfilmthicknessofCe02filmshavealsobeeninvestigated．It’Sfoundthatthecrackformedwith100nm-thickness．2)YSZbufferlayerandCe02一caplayerinorderlywaywerefabricatedonCe02seedlayer．It'sfoundthattheparametersforthefabricationofYSZandCe02-caphaveawiderrange．3)Thewholeb

8、ufferlayerexhibitshighqualitycrystallinityduetotheinvestigationofout—planeandin—planetexture．YBCOlayerswerefabricated