低氟化学溶液法制备YBCO超导膜的研究

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1、摘要I西安理工大学博士学位论文磁通钉扎力F3p=9.58GN/m。利用深紫外辐照技术代替传统的热解过程，借助高能光子对有机金属盐的裂解氧化获得金属离子分布均匀、薄膜致密的前驱非晶薄膜，经过晶化热处理后获得的超导膜具有致密度高、结晶度好、织构取向好、超导性能高的特点，辐照100min的超导薄膜临界电流密度J2c值在77K、0T条件下达到了7.95MA/cm。随后，又进一步提出了湿式深紫外辐照方法来解决上述辐照中薄膜碳残留多的问题，由于所产生的羟基自由基(*OH)能够强化氧化过程，更加彻底地氧化分解有机残留物，使得制

2、备的YBCO超导膜的超导性能及表面质量得到进一步改善，薄膜的制备效率也得到大幅提高，湿式辐照30min超导膜的J2c值77K、0T条件下就已达到8.4MA/cm，高于干式辐照100min的超导膜的Jc值且是干式辐照30min超导膜Jc值的1倍多。采用化学溶液法在Ni-5%W基带上制备了三种具有(l00)择优取向且具有较低表面粗糙度的LZO、LZO/YCO及LZO/CeO2缓冲层，并采用化学溶液法在其上制备了YBCO超导层。实验结果表明，LZO/YCO及LZO/CeO2缓冲层上制备的YBCO超导层的织构取向、结晶度

3、及超导性能优于LZO缓冲层上的YBCO超导层。LZO/YCO缓冲层及LZO/CeO2缓冲层上制备的YBCO超导层的临界电流密度J2c值在0T、77K下都接近于0.5MA/cm，超导临界转变温度Tc值在90K左右。由于LZO/CeO2缓冲层的织构取向更优，基于其所制备的YBCO超导层表面更致密，其超导性能分布更为均匀。关键词：低氟化学溶液沉积；YBCO超导膜；氟含量；基板修饰；深紫外辐照IIAbstractIII西安理工大学博士学位论文forthefabricationofhigh-performanceYBCOf

4、ilm.Further,basedontheabovefluorinecontentinvestigation,anewmethod,namelythelayerbylayeroverlaying,wasusedtofabricatemicron-sizedYBCOthickfilms.Theresultsindicatedthatthisnewmethodcouldslowdownthedecreaseofsuperconductingpropertiesandgoagainstthe“thicknesseff

5、ect”effectivelywhenthesingle-layerthicknesswasproperlycontrolled.TheBaTiO3(BTO)nano-dotswithdifferentformswerefabricatedontheLAOsubstratesbyadjustingsolutionconcentrations(0.01mol/L,0.025mol/L,0.05mol/L).ThefluxpinningabilityandsuperconductingpropertyofYBCOfi

6、lmsdecoratedbydifferentBTOnano-dotswerestudiedrespectively.TheresultsdisplayedthatBTOnano-dotsderivedfrom0.025mol/Lsolutionhadaproperdensityandmixed-distributionofdifferentheights,whichwastendedtoproduceasignificantlyenhancedfluxpiningforceintheYBCOfilm.Asare

7、sult,theJcvalueofas-decoratedYBCOfilmreachedabout8.42MA/cm2at77Kand0T.Anditsfluxpiningforcewashigherthanothersduring0~2.5T,themaxfluxpiningforce(F3pmax)was9.58GN/mat0.75T.Next,adeepUVirradiationroutewasputforwardtoreplacetheconventionalpyrolysisstepinthefabri

8、cationofYBCOsuperconductingfilms,inwhichtheprecursoramorphousfilmwithuniformdistributionofmetalionswasobtainedafterthedecompositionandoxidationoforganicsbyhigh-energyphotonsandoxidants.Th