ybco超导叠层膜的光辅助mocvd生长研究

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1、分类号：单位代码：研究生学号：密级：公开吉林大学硕士学位论文超导叠层膜的光辅助生长研究作者姓名汪薪生专业物理电子学研究方向高温超导材料指导教师张宝林教授培养单位吉林大学电子科学与工程学院年月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含

2、任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：（王日期二。年月豕日mm摘要超导叠层膜的光辅助生长研究高温超导体具有高载流强度和低交流损耗等优点，能在液氮环境下工作，在微波、能源及电力等领域有着广阔的应用前景和商业价值。研究发现，超导膜的临界电流密度会随着膜厚度的增加而降低。如何解决这一问题进一步提高超导膜的临界电流密度，成为了当前的研究热点。根据磁通钉扎理论，人为的在超导膜内引入缺陷作为钉扎中心来提高其临界电流密度是可行的。它主要是通过掺杂或者引入晶格失配

3、来影响超导膜内的缺陷状态，提高缺陷浓度。让这些缺陷作为有效的钉扎中心，可以阻止磁通因涡旋运动而产生能量耗散，从而提高超导膜的电流承载能力。本文采用光辅助技术，就这个问题对超导叠层膜展开了研究，具体研究内容如下：对源对外延膜结晶质量和表面形貌进行了研究，实验发现，在制备外延膜时，源挥发率对膜结晶质量和微观形貌有较大影响，“贫钡”的薄膜表面堆积大量杂质颗粒，膜内出现尺寸很大的裂缝；随着源温度提高，源挥发率提高，膜内含量得到补充，表面杂质颗粒逐渐减少选用适当的源加热温度，保持源稍微过量能够获得结晶质量较好的膜。选用了纳米薄层结构作为生长叠层膜的过渡层，对在超导膜上生长的纳米过渡层的微

4、观形貌进行了研究，随着生长时间增加纳米点由于点与点之间的合并尺寸变大密度降低。在衬底上成功制备出叠层薄膜，纳米点的大小对结晶质量、表面形貌以及临界电流密度影响很大。随着纳米点生长时间的增加，其尺寸增大而密度降低。在上层薄膜生长过程中，由于大尺寸纳米点的存在，其晶格排列周期性被破坏，使得膜内出现孔洞，薄膜结晶质量变差。制备得到的样品多空洞，不连续。在纳米过渡层生长时间为的条件下，获得了临界电流密度最好的样品，其mmOT),与未生长纳米点的薄膜相比，其临界电流密度提高。关健词：超导体，纳米点，磁通钉扎，AbstractAbstractStudyofYBCOSuperconducti

5、ngMultilayerFilmFabricatedbyPhoto-assistedMOCVDHightemperaturesuperconductorYBCO,whichcanworkinliquidnitrogenenvironment,hasmanyadvantagessuchashighcurrent-carryingcapabilityandlowACloss.Ithasgreatpotentialandcommercialvalueinmicrowaveandpowerapplication.Howtoimprovethecriticalcurrentdensity

6、ofYBCOsuperconductingfilmshasbecametheresearchfocus.Accordingtothetheoryoffluxpinning,it'spossibletoimprovethecriticalcurrentdensitybyintroducingartificialpinningcenterinYBCOsuperconductingfilm.Thedefectsinsuperconductingfilmcanbeimprovedbydopingorthestressoflatticemismatch.Thesedefectscanwo

7、rkaseffectivepinningcenterandpreventtheenergylossescausedbyvorticesmotion,soastoimprovethecurrent-carryingcapabilityofthesuperconductingfilm.Inthispaper,photo-assistedmetalorganicchemicalvapordeposition(MOCVD)epitaxialsystemwasemployedtofabricateYB