tfa-mod法制备多层ybco超导薄膜的特性研究

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1、第42卷第1期稀有金属与硬质合金Vo1．42No．12014年2月RareMetalsandCementedCarbidesFeb．2014TFA—MOD法制备多层YBCO超导薄膜的特性研究陈晋(北京工业职业技术学院教务处，北京100042)摘要：采用TFA—MOD法在LaA10。单晶基片上制备出了五层YBa。Cu。O一。薄膜，膜层总厚度为1lam，临界电流密度J达到1．6MA／cm，临界电流I为160A／cm。单层膜与三层膜的J值分别为3．5、1．75MA／crn。；三层膜和五层膜截面TEM形貌中均无裂纹和明显空洞

2、产生，各层之间的界面平滑。随着膜层厚度的增加，临界电流密度降低，主要原因可能是膜性能的劣化。关键词：YBCO超导薄膜；TFA—MOD法；LaA10。单晶基片；临界电流；临界电流密度中图分类号：TB43文献标识码：A文章编号：1004—0536(2O14)01-0034—04ResearchoiltheCharacteristicsofMultilayerYBCOSuperconductingFilmPreparedwithTFA—MODMethodCHENJin(EducationalAdministrationDe

3、partment，BeijingPolytechnicCollege，Beijing100042，China)Abstract：Five—layerYBa2Cu3O7—filmwaspreparedonLaA103singlecrystalsubstratebyTFA—MOD，withtotalfilmthicknessOf1m，criticalcurrentdensity(J。)Of1．6MA／cmandcritica1current(j)Of160A／cm．TheJvaluesofsingle—layerfilm

4、andthree—layerfilmare3．5MA／cm。and1．75MA／cm，re—spectively．Nocracksandobviousporesareobservedincross—sectionalTEMimagesofthree—layerfilmandfive—layerfilm，andinterfacesamongthe1ayersaresmooth．Withtheincreaseoffilmthickness，criticalcurrentdensitydecreases，probablyc

5、ausedbyfilmperformancedegradation．Keywords：YBCOsuperconductingfilm；TFA—MODmethod；LaA103singlecrystalsubstrate；criticalcur—rent：criticalcurrentdensityYBaCu。O一(YBCO)作为第二代高温超导材YBCO涂层导体的首选方法。料的代表，以其高不可逆场和载流强度、低交流损耗高临界电流是二代高温超导体在实际应用中非以及潜在的价格优势等优点，在高效电动机和发电常关键的因素，为了

6、获得高临界电流的高温超导体，机制造、大功率电流传输等领域有着广阔的应用前需要制备高临界电流密度的薄膜，这是在涂层导体景，成为当前研究的热点[1'。目前世界范围内正的发展过程中一个极具挑战的难题。开发一种可在在开展制备高临界电流和临界电流密度的YBCO基片上生长多层高临界电流密度薄膜的方法是主要超导薄膜的竞争，开发了许多新制备方法与手段，如的解决途径，而这种薄膜在实际生长过程中随着厚脉冲激光沉积法口]、金属有机物化学气相沉积法以度的增加其性能急剧下降，先前的研究也表明成品及金属有机沉积法(MOD)等]。其中，M0D法不

7、存在大孔径、表面粗糙度的恶化等问题[。本文采需要真空设备，使用三氟乙酸(TFA)盐作为前驱物用TFA—MOD法在LaA1O。单晶基片上制备五层制备的YBCO涂层导体具有较优的性能，且可精确YBCO超导薄膜，研究了膜层结构与临界电流密度控制成分及大面积成膜，已成为低成本、大规模制备之间的关系，并对其结构与性能进行-『分析。收稿日期：2012-12-27；修订日期：20l3-10-1l通讯作者：陈晋(1973一)，男，硕士，讲师，研究方向为物理学、材料学等，E—mail：lgownr@163．COITI36稀有金属与硬质

8、合金第42卷从图2中可以看出，单层膜、三层膜以及五层膜中大多数颗粒均为C轴取向，且尺寸较均匀，晶粒之间的连接性也较好。其中，单层膜是高度c轴取向，而三层和五层膜中可以看到一些n轴取向的颗粒存在，而且单层膜中的颗粒尺寸相对于三层膜与五层膜更加细小。对单层膜、三层膜及五层膜分别进行能谱分析，结果如附表所示。从表中可以看出，单层膜中Y、Ba、Cu原子