MOD法制备YBCO高温超导带材的缓冲层SrTiO3的研究.pdf

分类号密级

UDC[ 注 1]

学位论文
MOD 法制备YBCO高温超导带材的缓冲层SrTiO3研究
(题名和副题名)

田震
(作者姓名)

指导教师姓名李言荣教授陶伯万副教授
电子科技大学成都
(职务、职称、学位、单位名称及地址)

申请学位级别硕士专业名称材料物理与化学
论文提交日期 论文答辩日期
学位授予单位和日期电子科技大学
答辩委员会主席
评阅人

2007 年月日


注 1:注明《国际十进分类法 UDC》的类号
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研究工作
及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
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
我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的
说明并表示谢意。

签名: 日期: 年月日

关于论文使用授权的说明
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文
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(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)
签名: 导师签名:
日期: 年月日

2
摘要
摘要
第二代钇系高温超导带材具有不可逆场较高、磁场下载流能力强、交流损耗
低及性价比高等优点,极具应用前景,因而成为高温超导材料的重点发展方向。
但是直接在柔性金属基带上制备超导薄膜存在晶格失配和互扩散等问题,因而必
须制备过渡层薄膜。
与目前较为成熟的过渡层薄膜制备工艺如 IBAD(ion beam assisted deposition)、溅
射及脉冲激光沉积(PLD)等相比,金属有机沉积(MOD, anic Deposition)
方法具有不需要真空环境,制备的薄膜厚度一致,设备简单,成本低等优势。本
论文采用 MOD 法在双轴织构的镍钨合金(Ni-5at.%W)基带上制备 SrTiO3(STO)
过渡层薄膜。采用 SrTiO3 这一种材料来作过渡层,在 STO 过渡层上面可以直接制
备钇系高温超导薄膜。为确保过渡层起到为超导层提供生长模板和阻挡扩散的作
用,本论文开展了以下研究工作:
首先,本论文对配制稳定前驱溶液的工艺条件进行了研究,通过实验最终确
定了以乙酸锶、钛酸丁酯为反应物,冰乙酸和甲醇为溶剂,乙酰丙酮为螯合剂,
控制反应温度在 50~70℃,制备出稳定性较好的前驱溶液。
其次,为了制备具有良好织构的 STO 过渡层薄膜,本文对种子层的制备工艺
进行了研究。采用不同材料作为种子层,其中 SrTiO3 作为种子层在优化工艺参数
下(前驱溶液浓度为 ,退火温度为 880℃,保温时间为 120min), 生长出晶
粒大小一致、尺寸较小且分布均匀的种子层。
最后在种子层上采用 MOD 法制备 STO 过渡层薄膜,对其制备工艺进行研究,
采用 XRD、AFM、及 SEM 对薄膜进行分析。研究了工艺参数(退火温度、退伙时间、
升温速度等)对薄膜结构和表面形貌的影响,并对该方法的可重复性进行了验证。
所制备的 SrTiO3 过渡层薄膜均能达到立方织构单一取向,面内、面外半高宽分别
为 °和 °,颗粒尺寸小于 80nm,表面均方根粗糙度不超过 3nm。

关键词:MOD,双轴织构,过渡层
I
ABSTRACT
ABSTRACT
Due to its high irreversibility fields, low AC loses, good in-field performance, and
low processing costs,the second-generation YBa2Cu3O7-δ(YBCO) tapes e the
most promising materials for the practical applications and attract the attention of
material scientists of the whole world. The main difficulties in fabricating YBCO tape
are lattice mismatch and the dif