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MOD法制备YBCO薄膜及工艺研究

作　者: 张彦兵
导　师: 赵勇
学　校: 西南交通大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: YBCO 无氟MOD 结晶织构热处理外延生长
分类号: TB43
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 168次
引　用: 2次
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内容摘要

YBCO高温超导薄膜在军事、医学及电子等众多领域有非常广阔的应用前景，目前制备这种薄膜的主要方法有磁控溅射、激光脉冲沉积等。本论文旨在采用无氟MOD法制得具有钙钛矿结构的致密YBCO薄膜。以无机盐为初始原料研究了溶胶形成过程中的化学反应及成膜机理，探讨了LaALO₃基板上薄膜沉积技术等。进一步用X射线衍射仪和扫描电镜研究了薄膜结构、结晶情况和表面形貌，分析了衬底对YBCO薄膜制备的影响、以及不同热处理条件对薄膜结晶结构、形貌及性能的影响。研究结果如下：（1）采用钇、钡、铜的无机盐Y₂O₃，BaCO₃，CuO作出发原料，络合剂采用聚乙烯醇缩丁醛树脂的丙酸溶液，可以制得成膜质量好的稳定溶胶。（2）为探索采用MOD方法在LaAlO₃（001）单晶基片上制备性能良好的YBCO超导薄膜的最佳热处理条件，我们在分解热处理条件相同的情况下改变成相、渗氧热处理的温度，确定了薄膜制备的最佳热处理工艺。（3）XRD测试表明由溶胶制成的YBCO薄膜形成了比较完全的YBa₂Cu₃O_7-φ超导相，分析表明YBCO具有良好c轴取向，同时杂相较少。（4）SEM测试分析YBCO薄膜具有较好的表面形貌，但样品转变温度（Tc）较低。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-21
  1.1 高温超导材料发展历程  8
  1.2 高温超导薄膜发展现状  8-11
  1.3 YBCO高温超导体的结构  11-13
  1.4 高温超导薄膜制备技术  13-19
    1.4.1 衬底基片的要求与选择  14-17
    1.4.2 基片的清洗  17-18
    1.4.3 超导薄膜的制备方法  18-19
  1.5 本课题的研究目的及内容  19-21
第二章实验基本原理及用品  21-27
  2.1 研究思路  21-22
  2.2 试验基本原理  22-24
    2.2.1 TFA-MOD外延成相反应机理  23
    2.2.2 无氟-MOD外延成相过程  23-24
  2.3 实验设备  24-25
  2.4 实验主要化学试剂  25-26
  2.5 超导薄膜性能测试  26-27
第三章 YBCO稳定溶胶配制  27-33
  3.1 溶胶制备基本原理  27-28
  3.2 前驱物选择对比  28-30
  3.3 YBCO溶胶制备  30-33
第四章 YBCO薄膜制备  33-54
  4.1 薄膜制备基本原理  33-35
  4.2 薄膜制备工艺  35-37
  4.3 真空干燥  37-38
  4.4 涂后热处理  38-50
    4.4.1 热处理条件下的微观反映机理  38-44
    4.4.2 热处理条件选择  44-50
  4.5 各阶段热处理工艺  50-54
    4.5.1 方案一  52-53
    4.5.2 方案二  53
    4.5.3 方案三  53-54
第五章分析与讨论  54-74
  5.1 引言  54
  5.2 样品测试分析与讨论  54-74
    5.2.1 方案一样品分析讨论  54-58
    5.2.2 方案二样品分析讨论  58-64
    5.2.3 方案三样品分析与讨论  64-74
结论  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-81
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  81

MOD法制备YBCO薄膜及工艺研究

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