法在单晶衬底上沉积导电缓冲层及YBa超导层研究

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1、东北大学硕士学位论文MOD法在LaAl03单晶衬冲层及YBa2C摘采用三氟乙酸．金属有机沉积(TFA．MOD)法制备YBa2Cu307．6(YBCO)超导带材，由于工艺成本低廉、无需真空条件并且能够制备出高J。的YBCO薄膜，被认为是目前涂层超导最有发展前景的制备工艺。本论文旨在采用TFA．MOD法制得具有钙钛矿结构的致密YBCO薄膜，探讨LaAl03(LAO)基底上薄膜沉积技术，并采用Lal．xSr。Ti03(LSTO)这一种材料作为缓冲层，在其上直接制备高温超导薄膜。进一步用X射线衍射仪和扫描电镜SEM研究了薄膜结构、结晶情况和表面形貌，分析了不同热处理条件

2、对薄膜结构、形貌及性能的影响。首先本论文开展了TFA．MOD法在LAO基底上生长YBCO薄膜的工艺研究，系统研究了各种工艺参数对YBCO薄膜微观结构和性能的影响规律，优化了YBCO薄膜的生长工艺。在制备YBCO薄膜的实验中，通过改变生长温度775℃～850。C，发现在825℃生长温度下，生成的YBCO薄膜c轴取向最好，薄膜纯净，不存在其它杂相。通过标准四引线法测量在825℃下生长的薄膜临界电流密度为3480A／cm2(77K，0T)，超导临界转变温度为89K。随后，本实验选用在LAO基底上利用MOD法生长LSTO缓冲层，确定了以乙酸锶、乙酸镧和钛酸丁酯为反应物，

3、冰乙酸和甲醇为溶剂，乙酰丙酮为稳定剂，制备LSTO前驱溶液，讨论了退火温度对不同La和Sr配比下LSTO薄膜结构的影响，对比了前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、升温速度及乙酰丙酮作溶剂对Lao．4Sro．6Ti03薄膜结构的影响，结果表明：制备LSTO缓冲层薄膜的优化工艺条件为La和Sr配比为4：6，退火温度950℃，保温时间120min，采用快速升温法，制备的LSTO薄膜(100)衍射峰的强度最高，有良好的a轴取向，薄膜平整致密，构成颗粒细小。最后，采用TFA．MOD法在Lao．4Sro．6Ti03／LAO结构上沉积YBCO层，结果II摘要Ti03／LAO

4、结构上可沉积出具有明显(001)取向的YBCO层，粒为主，同时存在非c轴取向晶粒。样品存在初始转变温度，导薄膜内仍存在残余电阻，有待进一步改进。LAO基底；LSTO缓冲层；YBCO超导膜I一：，’一AbstractUsingtrifluoroacetate-metalorganicdeposition(TFA-MOD)processtoprepareYBa2Cu307．6(YBCO)superconductiVecoatingsisconsideredtobeastrongcandidateasalowcostfabricationprocessincoated

5、conductorssincetheTFA-MODprocessisanonvacuumprocessandcanprovidehighJcfilms．InthispaperthedenseYBCOfilmswithperovskitestructurewerepreparedbyTFA—MODprocess．ThetechniquesofpreparingfilmsonLaAl03(LAO)werestudied．Lal．xSrxTi03(LSTO)filmswereusedasbufferlayers，onwhichYBCOsuperconductorfil

6、msweredeposited．TheXRD，SEMwereadoptedtostudythecrystalstructureoffilms．Theinfluenceofheattreatmentconditionsonthecrystalstructureandperformanceoffilmswerediscussed．TheeffectofgrowthparametersoftheTFA-MODonthemicrostructureandpropertiesofYBCOthinfilmsweresystematicallystudiedinthisdis

7、sertation．DuringthesynthesisprocessofYBCOthinfilms，bychangingthegrowthtemperaturefrom775℃to850℃．itwasdiscoveredthatYBCOthinfilmssinteredat825℃presentedastrongc—axisorientationandnootherphasewasobserved．ThecriticalcurrentdensityofthisYBCOthinfilmwas3480A／cm2(77K，OT)andsuperconductingt

8、ransitiontem