ybco带材超导层的mocvd研究

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1、A丢抑化矣聲UNITYIIENCEANDTECHNLOGYFIVERSOFELECTRONCSCOOCHINA博±学位论文DOCTORALDISSERTATION'少‘争六,;;^,si',—■,..4*s町s>sgI■、-4一一?心***■4故.4i..A:*<4.气f—,^满'M嫂,.'-'.t>?-.*4j货以irt'(I■■<-义-,l<K.i?'个去?■^.?■???*,弁''‘.:-

2、V少i■’婦..pi,在■fIi,f'..!jfI’i论文题目YBCO带材超营层的MOCVD妍究pI学科专业材料科学与工程学号201111030101作者姓名张飞mp‘:準指营教师李言荣教授一^ai独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的巧究二作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加L:U示注和致谢的担方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料=与我

3、一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名:乡日期:W炸;明导/日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关俱留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可1^采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名:少导师签名:日期:>咬年aSS分类号密级注1UDCYBCO带材超导层的M

4、OCVD研究(题名和副题名)张飞(作者姓名)指导教师李言荣教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别博士学科专业材料科学与工程提交论文日期2015.12.31论文答辩日期2015.12.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年12月26日答辩委员会主席肖定全评阅人米文博刘兴钊孟亮韦进全贾春阳注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。MOCVDRESEARCHONSUPERCONDUCTINGLAYERSOFYBCOTAPESADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScience

5、andTechnologyofChinaMajor:MaterialsScienceandEngineeringAuthor:FeiZhangAdvisor:Prof.YanrongLiSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要第二代YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导带材具有高不可逆场、强载流能力、良好的机械性能和潜在的低成本,因而在强电领域具有广泛的应用前景。目前,国际上YBCO带材的研究主要集中于进一步提高性能及降低成本,而其关键在于YBCO超导层的制备。鉴于此,本文采

6、用自主研制的MOCVD系统,主要以ion-beamassisteddeposition(IBAD)-MgO缓冲层模板为基底,进行YBCO超导层的生长研究。具体内容如下:(1)优化了自主研制的MOCVD系统的雾化喷嘴和气体喷淋头。提出了一种全新的基带通电直接加热方式,其原理是将电流直接通入基带,利用基带产生的焦耳热来加热衬底基带。相比电阻丝加热器,新加热方式结构简单、维护方便、能效高,尤其适合双面YBCO带材的连续卷绕制备。并且,新加热方式可以使有机源利用率提高2-3倍,YBCO沉积速率提高2-4倍,最终使YBCO超导层的制备成本大幅降低。采用新方法合成金属有

7、机物源。实验表明,自制金属有机物源不仅可以满足制备高质量YBCO薄膜的要求,而且还极大地降低了制备成本。目前,自制金属有机物源的实验室成本在10元/g左右,不到国外售价的十分之一。(2)分别研究了衬底温度、加热方式、前驱体中金属原子比例及真空室总压对YBCO薄膜的影响。研究表明,衬底温度过低,薄膜中易出现a轴生长,而衬底温度过高,YBCO变得不稳定,易形成杂相。与电阻丝辐射加热方式相比,基带通电加热方式中带材表面的温度受带材结构及YBCO薄膜厚度的影响更为明显。前驱体溶液中钇(Y)源比例主要影响薄膜表面形貌及超导性能,而几乎不影响薄膜织构,但腔体总压对薄膜织

8、构也会有明显影响。当Y源比例x=1.17时,薄膜致密

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